발머 계열, 뤼드베리 상수 측정Ⅰ

1) 발머 계열, 뤼드베리 상수 측정Ⅰ[무선] K6.6.30-VIS






2) 발머 계열, 뤼드베리 상수 측정Ⅰ[유선] K6.6.30-EM






3) 발머 계열, 뤼드베리 상수 측정Ⅰ[회절격자] K6.6.30





  • 발머 계열, 뤼드베리 상수 측정 실험에서는 보어의 원자모형이 설명하는 수소원자의 스펙트럼선 분포를 통해 파장을 측정하고 수소원자의 리드베리 상수를 구한다.
  • 측정한 스펙트럼 결과를 리드베리가 제안한 수식에 대입시키고 에너지 준위를 확인한다.
  • Vernier MBL을 사용하여 보다 정밀한 데이터 측정이 가능하다.

산소 튜브	ES4520	₩32,000
제논 튜브	ES5520	₩32,000
크립톤 튜브	ES6520	₩32,000
수은 튜브	ES7520	₩32,000
네온 튜브	ES8520	₩32,000
헬륨 튜브	ES9520	₩32,000
질소 튜브	ES0620	₩32,000
아르곤 튜브	ES1620	₩32,000
이산화탄소 튜브	ES2620	₩32,000
수소 튜브	ES3620	₩32,000
요오드 튜브	ES4620	₩32,000
황 튜브	ES5620	₩32,000

1) 발머 계열 (Balmer series)

발머 계열은 수소 원자의 선 스펙트럼을 설명하는 6개 계열 중 하나를 의미한다. 수소의 가시광선 스펙트럼은 들뜬 상태 에너지 준위인 n=2로 전이되면서 전자에 의해 가시광선 영역의 빛이 방출되는데 이때 나타나는 가시광선 영역의 파장은 656 nm,486 nm,434 nm,410 nm이다. 이를 발머 계열이라고 부르고 발머 계열의 발견 이후 다른 계열이 발견되었다.

    - 자외선(n=1): 라이먼 계열
    - 가시광선(n=2): 발머 계열
    - 적외선(n=3): 파센 계열
    - 적외선(n=4): 브래킷 계열
    - 적외선(n=5): 푼트 계열
    - 적외선(n=6): 험프리 계열


또한 험브리 계열(n=6) 이후의 스펙트럼 계열은 이름을 짓지 않았으며 뤼드베리 방정식과 같은 패턴을 가진다는 것을 확인할 수 있다.


2) 뤼드베리 방정식

뤼드베리 방정식이란 입자 물리학에서 대부분의 원소 스펙트럼 계열의 파장을 정확하게 구할 수 있는 공식이다. 수소의 뤼드베리 방정식은 아래와 같이 표현할 수 있으며 이는 발머 계열의 뤼드베리 방정식이라고 할 수 있다.



또한 수소를 제외한 다른 원소들의 전자가 n_2에서 n_1으로 전이할 때 진공 속에서의 빛의 파장(λ_vac)은 다음과 같은 뤼드베리 방정식으로 표현이 가능하다.(n₂⟶n₁)



발머 계열, 뤼드베리 상수 측정 실험에서는 수소와 산소 원자의 선스펙트럼을 관찰하고 파장을 측정하여 뤼드베리 상수를 확인할 수 있다. 또한 Vernier MBL을 이용하여 보다 정밀한 데이터를 얻을 수 있다.