수소 선 스펙트럼

1. 개요[편집]

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수소 원자가 방출하는 선 스펙트럼에 관한 내용이다. 보어의 원자 모형과 뤼드베리 공식을 통해 이를 설명할 수 있다.

교육과정에서는 물리학Ⅰ에서 라이먼 계열, 발머 계열, 파셴 계열 까지만 배운다.

2. 뤼드베리 공식[편집]

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뤼드베리 공식이란 원소 스펙트럼 계열을 구해낼 수 있는 공식으로, 수소인 경우와 다른 원소인 경우로 나뉜다. 이때 수소인 경우는 다음과 같다.

[math(\dfrac1\lambda=R{\left(\dfrac1{{n_1}^2}-\dfrac1{{n_2}^2}\right)})]

[math((R=1.097373\times10^{-11}\times m^{-1}))]

이때 [math({{n_2}})]은 처음 전자 껍질의 주 양자수이고, [math({{n_1}})]는 마지막 전자 껍질의 주 양자수이다.

이를 통해 수소 원자의 선 스펙트럼에 대해 알 수 있다.

3. 라이먼 계열[편집]

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전자가 [math(n\ge2)] 인 전자 껍질에서 [math(n=1)] 인 전자 껍질로 전이할 때 자외선 영역의 빛 에너지를 방출하며, 이를 라이먼 계열 이라고 한다.

4. 발머 계열[편집]

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전자가 [math(n\ge3)] 인 전자 껍질에서 [math(n=2)] 인 전자 껍질로 전이할 때 대부분 가시광선(자외선도 관측될 수 있다) 영역의 빛 에너지를 방출하며, 이를 발머 계열 이라고 한다.

5. 파셴 계열[편집]

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전자가 [math(n\ge4)] 인 전자 껍질에서 [math(n=3)] 인 전자 껍질로 전이할 때 수소 선 스펙트럼에서 볼 수 있는 가장 파장이 짧은 적외선 영역의 빛 에너지를 방출하며, 이를 파셴 계열 이라고 한다.

6. 브래킷 계열[편집]

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전자가 [math(n\ge5)] 인 전자 껍질에서 [math(n=4)] 인 전자 껍질로 전이할 때 수소 선 스펙트럼에서 볼 수 있는 두 번째로 파장이 짧은 적외선 영역의 빛 에너지를 방출하며, 이를 브래킷 계열 이라고 한다.

7. 푼트 계열[편집]

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전자가 [math(n\ge6)] 인 전자 껍질에서 [math(n=5)] 인 전자 껍질로 전이할 때 수소 선 스펙트럼에서 볼 수 있는 세 번째로 파장이 짧은 적외선 영역의 빛 에너지를 방출하며, 이를 푼트 계열 이라고 한다.

8. 험프리 계열[편집]

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전자가 [math(n\ge7)] 인 전자 껍질에서 [math(n=6)] 인 전자 껍질로 전이할 때 수소 선 스펙트럼에서 볼 수 있는 네 번재로 파장이 짧은 적외선 영역의 빛 에너지를 방출하며, 이를 험프리 계열 이라고 한다.