В середине XVIII в. Г. Кирхгоф обнаружил: свечение газов дает четко выраженные дискретные линии.
Швейцарский преподаватель И. Бальмер эмпирически вывел формулу для спектра водорода (1885):
ν = R(1/22 - 1/n2)
где n — любое целое число > 2, т. е. n = 3, 4, 5 и т.д.
Величина R носит название "постоянная Ридберга" R = 109737,31568539 см−1
Для инфракрасной области спектра аналогичную формулу вывел Ф. Пашен:
ν = R(1/32 - 1/n2),
где n — любое целое число > 3, т. е. n = 4, 5 и т.д.
А для ультрафиолетовой - Т. Лайман
ν = R(1/22 - 1/n2)
где n — любое целое число > 1, т. е. n = 2, 3, 4, 5 и т.д.
Значения длин волн спектральных линий, вычисленных по этим формулам, совпадали с исключительной точностью со значениями длин волн этих линий, измеренных экспериментально. В конце XIX в. ученые обнаружили фундаментальную закономерность в микромире, которую в то время объяснить не смогли.
Только через 30 лет Н. Бор дал физическую интерпретацию этой формулы.
Он предположил, что два члена в формуле Бальмера представляют собой полные энергии разрешенных орбит электрона в атоме водорода.
Преобразовав формулу Бальмера (умножив обе части на h), получим:
hν = hR(1/22 - 1/n2)
Учитывая, что согласно гипотезе Планка энергия кванта E = hν, получим:
ΔE = hν = hR(1/22 - 1/n2) = En - E2
Что привело к постулатам Бора
