سلسلة لايمان
مجموعة خطوط لايمان في الفيزياء والكيمياء هي سلسلة
علاوةً على ذلك، والعدد n هو عدد كم رئيسي يميز مستوى طاقة للإلكترون في الذرة. وانتقالاته من مستويات عالية للطاقة إلى مستوى طاقة أقل يكون مصحوبا بإصدار الإلكترون فوتونا قد يكون ضوئيا كما في حالة مجموعة خطوط بالمر أو يكون في نطاق الأشعة فوق البنفسجية ولا يُرى كما يحدث في مجموعة خطوط لايمان.
كذلك، وتسمى خطوط الطيف هذه تبعا لاسم مكتشفها وهو العالم تيودور لايمان.
من جهة ثانية، من خطوط الطيف تابعة لانتقال الإلكترون في الذرة، وتظهر تلك الخطوط في حيز الأشعة فوق البنفسجية في طيف ذرة الهيدروجين، أي أن تلك الأشعة لا يمكن رؤياها بالعين البشرية.
من جانب آخر، ويسمى تتبابع الانتقالات أو القفزات بالحروف الإغريقية كالآتي:
2 إلى مستوى الطاقة n = 1 .
من n = 4 إلى n = 1 يسمى لايمان-جاما، وهكذا.
وفي هذا السياق، تظهر مجموعة طيف لايمان عندما يقفز الإلكترون الموجود في ذرة الهيدروجين من مستوى طاقة ≥
وفي هذا الصدد، توجد كذلك لطيف الهيدروجين خطوط طيف تكون في حيز الضوء المرئي ويمكن رؤيتها بالعين، وتسمى تلك المجموعة الأخرى مجموعة خطوط بالمر، أو سلسلة بالمر وهي أول مجموعة خطوط طيف تكتشف لذرة الهيدروجين.
من n = 2 إلى n = 1 يسمى لايمان-الفا
من n = 3 إلى n = 1 يسمى لايمان-بيتا،
استخدماتها
وفي السياق ذاته، تقع خطوط لايمان في نطاق الأشعة فوق البنفسجية ولذلك فلا يمكن رؤياها بالعين ويهتم بها علماء الفلك في دراستهم للنجوم والمجرات. وقد اكتشفها العالم الفيزيائي الأمريكي ثيودور لايمان عام 1906.
إضافةً إلى ذلك، ويحوز الخط لايمان-ألفا عند الفلكيين اهتماما خاصا عند دراستهم للمجرات البعيدة والنجوم الزائفة أوشبه النجوم، ذلك لأن الانزياح الأحمر للضوء والأشعة الكهرومغناطيسية الصادرة من الأجرام السماوية (بسبب بعدها عنا تنزاح خطوط الطيف إلى حيز الضوء المرئي أو الأشعة تحت الحمراء)، كما أن توزيع الهيدروجين في الأنحاء المختلفة في الكون يمكن معرفته عن طريق قياس طيف لايمان (انظر تقنية لايمان).
كذلك، ولكن من الأرض لا يمكن رصد خطوط لايمان بسبب امتصاص جو الأرض للاشعة فوق البنفسجية، ويمكن ذلك عندما يكون الأنزياح نحو الأحمر للجرم السماوي كافيا، عندئذ يمكن رؤيته بالعين. وإلا استعملت ألواحا فوتوغرافية أو الأحسن إرسال تلسكوبات على متن أقمارا صناعية للتصوير من خارج الغلاف الجوي الأرضي.
الصياغة الرياضية
وفي هذا الصدد، تعطي المعادلة المسماة على اسم مكتشفها لايمان العدد الموجي (العدد الموجي هو عدد الموجات في 1 متر من الشعاع) لكل خط من خطوط الطيف هنا كالآتي:
- h ثابت بلانك.
- يمكن باستخدام معادلة لايمان أعلاه و «ثابت ريدبرج» حساب أطوال موجات طيف لايمان:
- 1 أنجستروم = 0.1 نانومتر
- n عدد صحيح أكبر من 1 .
- ويمكن صياغة تلك المعادلة بحيث تعطي طول الموجة بدلا من العدد الموجي، كالآتي:
- كما يمكن صياغتها لإعطاء طاقة الفوتون:
- وفي هذه المعادلة تعني:
ثابت ريدبرغ،
c سرعة الضوء في الفراغ،
حيث:
أطياف الهيدروجين
ومن جهة أخرى، ملحوظة: يعطي المحور الرأسي اليساري أرقام المدارات في ذرة الهيدروجين m (بدلا من n). ويعطي المحور الرأسي اليميني مقدار طاقة كل شعاع بوحد إلكترون فولت.
كذلك، وقد كان الفيزيائيون يعرفون إصدارات الذرة للأشعة الطيف قبل عام 1885 إلا أنه لم يكن في استطاعتهم حساب موقع كل خط في الطيف. واستطاع بالمر بمعادلته حساب الأربعة خطوط الموجودة في نطاق الضوء المرئي في مجموعة خطوط بالمر بدقة. وأوحت معادلة بالمر التي صاغها طبقا لمشاهداته العملية للفيزيائيين لصياغة معادلات أخرى تختص ب مجموعة خطوط لايمان، ومجموعة خطوط باشين، ومجموعة خطوط براكيت، والتي تصف خطوط انبعاث أو خطوط امتصاص لذرة الهيدروجين، وكلها توجد في نطاق الضوء الغير مرئي.
- اقرأ كذلك
- مجموعة خطوط بالمر
- خطوط طيف الهيدروجين
- خط هيدروجين
- ذرة الهيدروجين
- صيغة ريدبرغ
- عدد كم مغزلي
- تجربة فرانك-هرتز
- نموذج بور
- الروابط الكيميائية
- تأثير زيمان
- تأثير شتارك
- قائمة الجسيمات
- النظائر المشعة
- عمر الكون
- مجرة الانزياح الأحمر 7
- باعث لايمان ألفا
- عناصر ما وراء اليورانيوم
- مراجع
- وصلات خارجية
وعلى صعيد آخر، أي أنه توجد للهيدروجين خمسة أطياف مختلفة، تتميز فيما بينها بمستوى الطاقة n الذي ينحدر إليه الإلكترون قادما من مستوى طاقة عالية. فإذا هبط الإلكترون إلى المدار الأول (N= 1) فإنه يصدر فوتونات تؤول إلى مجموعة خطوط لايمان، أما إذا كان انتقاله من أعلى ألى (N=2) فإنه يصدر سلسلة بالمر، وهكذا، (قارن الصورة).
📝 هل في هذه المقالة خطأ؟
إذا وجدت معلومة تحتاج تصحيحاً أو إضافة، أو أردت حذف المقالة، أرسل لنا طلباً وسنراجعه.
ما رأيك في هذه المقالة؟