Was sind Balmerlinien?
Ich bin gerade mega verwirrt und kann auch nichts wirklich gutes im Internet finden. Könnte jemand sie echt kurz erklären? Danke! :)
3 Antworten
Balmer-Linien sind bestimmte Spektrallinien im sichtbaren Bereich im Emissionsspektrum des Wasserstoffs. Das sind 4 Linien. Die anderen sind im UV Bereich. Du kannst die auch mit einer Formel berechnen.
1/Wellenlänge = Rydberg-Konstante * (1/m^2- 1/n^2)
m = 2
n=3,4,5,6,... (bis 6 sichtbar)
(Es kann sein, dass ich hier bei der Klammersetzung Fehler gemacht habe, es ist noch früh am morgen, überprüfe das lieber in einem Lehrbuch)
Hallo Anonymousmm,
die BALMER- Linien sind diejenigen Emissionslinien des Wasserstoffs, die beim Übergang des (in diesem Fall einzigen) Elektrons von einem höheren Energieniveau auf das zweitniedrigste entstehen, wenn das Licht mit einem Prisma aufgefächert wird.
Bild aus dem Wikipedia- Artikel
Sie stimmen mit den Absorptionslinien überein, die entstehen, wenn weißes Licht mit kontinuierlichem Spektrum durch Wasserstoff geschickt wird.
Bild aus rallo-online.jimdo.com
Das absorbierte Licht wird nach kurzer Zeit wieder emittiert, aber in alle möglichen Richtungen; dadurch wird es gestreut. Das Streulicht zeigt also das Emissionsspektrum, während das direkt durchgelassene Licht des Absorptionsspektrum zeigt.
Hintergrund I: Elektronen im AtomNachdem RUTHERFORD 1911 erkannt hatte, dass die positive Ladung im Atom nicht über das ganze Atom verteilt ist wie der Teig eines Plumpuddings (mit den Rosinen als Modell für die Elektronen), sondern in einem winzigen Atomkern konzentriert, der rund 10⁵ mal kleiner ist als das Atom selbst, stellte man sich das Atom als Mini- Planetensystem vor, mit den Bahnparametern (Bahn-)Drehimpuls und Energie (Letztere muss insgesamt negativ sein, damit ein gebundener Zustand besteht).
Das Modell funktioniert allerdings nicht, das wusste man damals schon. Die elektromagnetische Strahlung, die das Elektron- Kern- System beim Umrunden abgäbe, hätte genug Energie, um das Elektron in kurzer Zeit in den Kern stürzen zu lassen *).
Deshalb nahm BOHR 1913 ad hoc (also, ohne das näher begründen zu können) an, dass das Elektron nur auf solchen Bahnen kreisen könne, auf denen der Bahndrehimpuls immer ein ganzzahliges Vielfaches der Konstanten ħ ≈ 10⁻³⁴ Nms ist. Auf solchen Bahnen soll sich das Elektron strahlungsfrei bewegen und zwischen den Bahnen unter Aufnahme oder Abgabe der passenden Strahlung springen können. Das ist das, was man unter einem "Quantensprung" versteht. Es ist also kein Riesensprung, sondern ganz im Gegenteil ein besonders kleiner Sprung.
Dieses Modell reicht aus, um das Absorptions- und Emissionsspektrum des Wasserstoffs zu erklären, ist aber ansonsten unbefriedigend.
Allerdings hatte 1924 DE BROGLIE die Idee, dass sich ein Elektron mit Energie E und Impuls p› als eine Art Welle mit der Kreisfrequenz ω = E/ħ und Wellenvektor k› = p›/ħ beschreiben lässt. Dessen Betrag heißt auch Kreiswellenzahl k = 2π⁄λ, wobei λ die Wellenlänge ist.
Im Atom hat es natürlich nicht einen bestimmten Impuls, sondern einen bestimmten Drehimpuls bezüglich einer gegebenen Achse hat. Der muss so passen, dass das Elektron eine Art stehende Welle im Atom bilden kann, ein sogenanntes Orbital. Die Energie ist im Wasserstoff- Fall
(1) Eₙ = −Eᵣ⁄n²,
wobei Eᵣ eine Konstante ist, die bei ca. 13,6 eV liegt, wobei n mindestens gleich 1 ist und Hauptquantenzahl heißt. Der Drehimpuls ist l∙ħ, wobei l (kleines L) maximal gleich n ist.
Aber wie kam DE BROGLIE überhaupt auf die Idee? Vom Licht. Das besteht bekanntlich aus elektromagnetischen Wellen. Überlegungen zur temperaturbedingten Strahlung in einem Hohlraum veranlassten 1900 PLANCK zu der Annahme, dass Licht nur in Energieportionen (bzw. -quanten) der Größe ħω=2πħc⁄λ aufgenommen oder abgegeben wird. Dass Licht aus solchen Portionen besteht, bestätigte 1905 EINSTEIN mit Überlegungen zum photoelektrischen Effekt. Heute werden diese Portionen als Photonen bezeichnet.
Deren Energie muss der Energiedifferenz zwischen zwei Orbitalen entsprechen, damit sie absorbiert werden können, und Emission ist quasi der umgekehrte Vorgang. Deshalb erzeugt Absorption auch ggf. einen Farbeindruck.
--------
*) Tatsächlich geben auch Planeten auf ihrem Orbit um Sterne Strahlung ab, Gravitationswellen nämlich, aber der Planet braucht zu einer nennenswerten Annäherung an den Stern durch diesen Effekt mehr Zeit, als das Universum überhaupt alt ist. Viel schneller geht das bei Neutronensternen oder Schwarzen Löchern, die einander auf enger Umlaufbahn umrunden und schließlich zu einem einzigen Schwarzen Loch verschmelzen.
Das ist bei mir jetzt schon eine Weile her, aber Google findet als ersten Eintrag den von Wikipedia:
https://de.wikipedia.org/wiki/Balmer-Serie
Ich denke, das wäre für dich ein guter Startpunkt.
Nichts hinzuzufügen. Bekomm beim Lesen einer Frage "böses Indaned ist soooo leer im Google" die Giftpickel, wenn ich weiß, dass mit genau dem Suchwort der Frage, der allererste Link eine Top Erklärung von Wikipedia ist...
Naja gibt Leute, die in Naturwissenschaften nicht so bewandert sind, kann ja sein, dass der Fragende die Erklärungen im Internet nicht verstanden hat.
Dann soll der FS spezifisch nachfragen, dann kann auch spezifisch geholfen werden.
danke!!