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Paschen-Serie

Termschema des Wasserstoffatoms

Als Paschen-Serie, benannt nach dem deutschen Physiker Friedrich Paschen, wird die Folge von Spektrallinien im Spektrum des Wasserstoffatoms bezeichnet, deren unteres Energieniveau in der M-Schale liegt (Hauptquantenzahl $n_{1}=3$ ).

Weitere Serien sind die Lyman-, Balmer- (vgl. auch Ausführungen dort), Brackett- und Pfund- und die Humphreys-Serie.

Spektrum

Die Spektrallinien der Paschen-Serie liegen allesamt im infraroten Bereich des Lichts. Sie wurden im Jahr 1908 von dem deutschen Physiker Friedrich Paschen entdeckt.

n	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	$\infty$
Wellenlänge (nm)	1874,5	1281,4	1093,5	1004,6	954,3	922,6	901,2	886,0	874,8	866,2	820,1

Mathematische Beschreibung

Die Wellenzahlen der Spektrallinien sind durch die Formel

${\tilde {\nu }}=R_{\infty }\left({1 \over 3^{2}}-{1 \over n^{2}}\right)$

gegeben. Darin sind

$R_{\infty }=1{,}097\,373\cdot 10^{7}\,{\mathrm {m^{-1}} }$

die Rydberg-Konstante und n ganze Zahlen größer 3.

Die Wellenzahl lässt sich durch die Beziehung

$\lambda ={\frac {1}{\tilde {\nu }}}$

in die Wellenlänge, bzw. durch

$E={\tilde {\nu }}\cdot c\cdot h$

in die Energie des zugehörigen Photons umrechnen. In letzterer Formel sind c die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum und h die Planck-Konstante.

Literatur

F. Paschen: Zur Kenntnis ultraroter Linienspektren. In Annalen der Physik 27, 1908, S. 537–570.

Basierend auf einem Artikel in:

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Datum der letzten Änderung: Jena, den: 11.03. 2025