類氫離子光譜

1、2.4類氫離子光譜類氫離子：類似氫原子那樣的離子氫原子的結(jié)構(gòu)：原子核帶一個(gè)單位的正電荷，核外有一個(gè)電子繞核運(yùn)動(dòng)。類氫離子：原子核帶Z個(gè)單位的正電荷，核外有一個(gè)電子繞核運(yùn)動(dòng)。相同處：核外有一個(gè)電子不同處：Z不同，核質(zhì)量不同氦離子He、鋰離子Li、鈹離子Be……，目前利用加速器技術(shù)已能產(chǎn)生O7、Cl16、Ar17那樣的高Z的類氫離子。類氫離子與氫原子的區(qū)別在于核電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)不同，類氫離子核電荷數(shù)為Ze（Z=2，3，4等）。一氦離子(He)

2、光譜1897年，天文學(xué)家畢克林（Pickering）在星光譜中發(fā)現(xiàn)有一系列譜線非常類似氫光譜中的巴耳未線系的線系，稱為畢克林線系，圖2.4.1為兩線系的比較圖，圖中較長(zhǎng)的線代表巴耳末系的譜線，較短線代表畢克林線系的譜線。克2.10克克克克克克克克克克克克克克克從圖中我們可見，畢克林系可以分為兩組：一組幾乎與巴耳末線系的譜線相重合，但顯然波長(zhǎng)稍有差別（短）。一組大約分布在兩條相鄰的巴耳末線系的譜線之間。畢克林認(rèn)為：畢克林線系也是氫光譜，是

3、星體上一種特殊的氫所發(fā)的譜線。里德伯根據(jù)畢克林系譜線，得到如下公式：)121(~22nR???（??27425325?n）此式與巴耳末公式相似，僅量子數(shù)n中含有半整數(shù)。當(dāng)??543?n等整數(shù)時(shí)，得到與巴耳末線系重合的那組譜線；當(dāng)??5.45.35.2?n等半整數(shù)時(shí)，得到夾在中間的那組譜線。里德伯認(rèn)為這些譜線都屬于氫的，但在實(shí)驗(yàn)室中總是觀察不到這類譜線，而只存在于宇宙星體光譜中，因此他認(rèn)為這是星體特殊條件下存在的一種不同3?m，??654

4、?n4686?系，1916年由福勒(Fowler)發(fā)現(xiàn)；4?m，??765?n畢克林系，1897年由畢克林發(fā)現(xiàn)；…………Li（Z=3）：)11(9~22nmRlI???Be（Z=4）：)11(16~22nmRBe???一般：)11(~222nmZRA???比較H的巴耳末線系：)121(~22nRH???和He的畢克林線系：))2(121(~22nRHe???發(fā)現(xiàn)當(dāng)??1086?n等偶數(shù)時(shí)，畢克林線系與巴耳末線系幾乎重合，但波長(zhǎng)稍有差別。

5、這是由于兩種原子的里德伯常數(shù)略有差別而引起的。三里德伯常數(shù)的變化不同的原子，R值不同是由于原子核質(zhì)量不同。在前面曾假定原子核固定不動(dòng)，這只有在原子核的質(zhì)量與電子的質(zhì)量相比可視為無限大時(shí)，才是正確的。實(shí)際上，原子核的質(zhì)量雖然遠(yuǎn)大于電子的質(zhì)量，但不能把它視為無限大，它仍有運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)引起的一些效應(yīng)還是可以觀察到的，畢克林線系和巴耳末線系的差別。考慮到原子核的運(yùn)動(dòng)，原子中的運(yùn)動(dòng)就不再是電子繞核的圓周運(yùn)動(dòng)而是電子和原子核繞它們的質(zhì)心運(yùn)動(dòng)，如圖所