Hydrogen spectral series
அணு ஹைட்ரஜனின் உமிழ்வு நிறமாலை ரைட்பெர்க் சூத்திரத்தால் கொடுக்கப்பட்ட அலைநீளங்களுடன் பல நிறமாலை தொடர்களாகப் பிரிக்கப்பட்டுள்ளது. இந்த காணப்பட்ட நிறமாலை கோடுகள் ஒரு அணுவில் உள்ள இரண்டு ஆற்றல் நிலைகளுக்கு இடையில் எலக்ட்ரான் மாற்றங்களை ஏற்படுத்துவதால் ஏற்படுகின்றன. குவாண்டம் இயக்கவியலின் வளர்ச்சியில் ரைட்பெர்க் சூத்திரத்தால் தொடரின் வகைப்பாடு முக்கியமானது. வானியல் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபியில் ஹைட்ரஜனின் இருப்பைக் கண்டறிவதற்கும் சிவப்பு மாற்றங்களைக் கணக்கிடுவதற்கும் நிறமாலைத் தொடர்கள் முக்கியமானவை. இயற்பியல் ஒரு ஹைட்ரஜன் அணு அதன் கருவைச் சுற்றி வரும் ஒரு எலக்ட்ரானைக் கொண்டுள்ளது. எலக்ட்ரானுக்கும் அணு புரோட்டானுக்கும் இடையிலான மின்காந்த விசை எலக்ட்ரானுக்கான குவாண்டம் நிலைகளின் தொகுப்புக்கு வழிவகுக்கிறது, ஒவ்வொன்றும் அதன் சொந்த ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளன. இந்த நிலைகள் ஹைட்ரஜன் அணுவின் போர் மாதிரியால் கருவைச் சுற்றியுள்ள தனித்துவமான சுற்றுப்பாதைகளாக காட்சிப்படுத்தப்பட்டன. ஒவ்வொரு ஆற்றல் நிலை, அல்லது எலக்ட்ரான் ஷெல், அல்லது சுற்றுப்பாதை, படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, ஒரு முழு எண்ணால் குறிப்பிடப்படுகிறது. போஹ்ர் மாதிரி பின்னர் குவாண்டம் இயக்கவியலால் மாற்றப்பட்டது, இதில் எலக்ட்ரான் ஒரு சுற்றுப்பாதையை விட அணு சுற்றுப்பாதையை ஆக்கிரமித்துள்ளது, ஆனால் ஹைட்ரஜன் அணுவின் அனுமதிக்கப்பட்ட ஆற்றல் நிலைகள் முந்தைய கோட்பாட்டில் இருந்ததைப் போலவே இருந்தன. ஒரு எலக்ட்ரான் அதிக ஆற்றல் நிலையில் இருந்து குறைந்த ஆற்றல் நிலைக்கு மாறும்போது அல்லது குதிக்கும்போது ஸ்பெக்ட்ரல் உமிழ்வு ஏற்படுகிறது. இரண்டு நிலைகளையும் வேறுபடுத்திப் பார்க்க, குறைந்த ஆற்றல் நிலை பொதுவாக என குறிப்பிடப்படுகிறது, மேலும் உயர் ஆற்றல் நிலை என குறிப்பிடப்படுகிறது. உமிழப்படும் ஃபோட்டானின் ஆற்றல் இரண்டு நிலைகளுக்கு இடையிலான ஆற்றல் வேறுபாட்டிற்கு ஒத்திருக்கிறது. ஒவ்வொரு நிலையின் ஆற்றலும் நிலையானதாக இருப்பதால், அவற்றுக்கிடையேயான ஆற்றல் வேறுபாடு நிலையானது, மேலும் மாற்றம் எப்போதும் ஒரே ஆற்றலுடன் ஒரு ஃபோட்டானை உருவாக்கும். நிறமாலை கோடுகள் படி வரிசையாக தொகுக்கப்பட்டுள்ளன. ஒவ்வொரு தொடருக்கும் உள்ள கிரேக்க எழுத்துக்களைப் பயன்படுத்தி, தொடரின் மிக நீளமான அலைநீளம்/மிகக் குறைந்த அதிர்வெண்ணிலிருந்து தொடங்கி வரிசைகள் பெயரிடப்படுகின்றன. எடுத்துக்காட்டாக, வரி "லைமான்-ஆல்பா" (லை-α) என்றும், வரி "பாஸ்சென்-டெல்டா" (பா-δ) என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. 21 செமீ கோடு போன்ற இந்த தொடருக்கு வெளியே வரும் ஹைட்ரஜனில் இருந்து உமிழ்வு கோடுகள் உள்ளன. இந்த உமிழ்வு கோடுகள் ஹைப்பர்ஃபைன் மாற்றங்கள் போன்ற மிகவும் அரிதான அணு நிகழ்வுகளுடன் ஒத்திருக்கின்றன. நுண்ணிய கட்டமைப்பின் விளைவாக, சார்பியல் திருத்தங்கள் காரணமாக, ஒற்றை நிறமாலை கோடுகள் இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட நெருக்கமான குழுவாக மெல்லிய கோடுகளாகத் தோன்றும். குவாண்டம் இயந்திரக் கோட்பாட்டில், அணு உமிழ்வின் தனித்துவமான நிறமாலை ஷ்ரோடிங்கர் சமன்பாட்டை அடிப்படையாகக் கொண்டது, இது முக்கியமாக ஹைட்ரஜன் போன்ற அணுக்களின் ஆற்றல் நிறமாலையைப் பற்றிய ஆய்வுக்கு அர்ப்பணிக்கப்பட்டுள்ளது, அதேசமயம் நேரத்தை சார்ந்த சமமான ஹைசன்பெர்க் சமன்பாடு ஒரு வெளிப்புற மின்காந்த அலை மூலம் இயக்கப்படும் அணுவைப் படிக்கும்போது வசதியானது. ஒரு அணுவால் ஃபோட்டான்களின் உறிஞ்சுதல் அல்லது உமிழ்வு செயல்முறைகளில், பாதுகாப்பு விதிகள் ஒரு அணு மற்றும் ஒரு ஃபோட்டான் போன்ற முழு தனிமைப்படுத்தப்பட்ட அமைப்புக்கும் பொருந்தும். எனவே ஃபோட்டான் உறிஞ்சுதல் அல்லது உமிழ்வு செயல்பாட்டில் எலக்ட்ரானின் இயக்கம் எப்போதும் கருவின் இயக்கத்துடன் இணைகிறது, மேலும், கருவின் நிறை எப்போதும் வரையறுக்கப்பட்டிருப்பதால், ஹைட்ரஜன் போன்ற அணுக்களின் ஆற்றல் நிறமாலை அணு வெகுஜனத்தைப் பொறுத்தது. ரைட்பெர்க் சூத்திரம் போர் மாதிரியில் உள்ள நிலைகளுக்கு இடையிலான ஆற்றல் வேறுபாடுகள், எனவே உமிழப்படும் அல்லது உறிஞ்சப்படும் ஃபோட்டான்களின் அலைநீளங்கள் ரைட்பெர்க் சூத்திரத்தால் வழங்கப்படுகின்றனஃ அணு எண் எங்கே, (பெரும்பாலும் எழுதப்படுகிறது) என்பது குறைந்த ஆற்றல் மட்டத்தின் முக்கிய குவாண்டம் எண், (அல்லது) உயர் ஆற்றல் மட்டத்தின் முக்கிய குவாண்டம் எண், மற்றும் ரைட்பெர்க் மாறிலி ஆகும். (ஹைட்ரஜன் மற்றும் கன உலோகங்களுக்கு). அலைநீளம் எப்போதும் நேர்மறையாக இருக்கும், ஏனெனில் இது கீழ் நிலை என வரையறுக்கப்படுகிறது, எனவே அதை விட குறைவாக உள்ளது. இந்த சமன்பாடு அனைத்து ஹைட்ரஜன் போன்ற இனங்களுக்கும் செல்லுபடியாகும், அதாவது. ஒரே ஒரு எலக்ட்ரானை மட்டுமே கொண்ட அணுக்கள் மற்றும் ஹைட்ரஜன் நிறமாலை கோடுகளின் குறிப்பிட்ட வழக்கு Z = 1 ஆல் வழங்கப்படுகிறது. தொடர் லைமான் தொடர் (= 1) போர் மாதிரியில், லைமான் தொடர் குவாண்டம் எண் n> 1 இன் வெளிப்புற சுற்றுப்பாதையில் இருந்து குவாண்டம் எண் n '= 1 இன் 1 வது சுற்றுப்பாதையில் எலக்ட்ரானின் மாற்றங்களால் வெளிப்படும் கோடுகளை உள்ளடக்கியது. 1906-1914 இலிருந்து நிறமாலை கோடுகளைக் கண்டுபிடித்த அதன் கண்டுபிடிப்பாளரான தியோடர் லைமானின் பெயரால் இந்தத் தொடர் பெயரிடப்பட்டுள்ளது. லைமான் தொடரில் உள்ள அனைத்து அலைநீளங்களும் புற ஊதா பட்டையில் உள்ளன. பால்மர் தொடர் (= 2) பால்மர் தொடர் ஒரு வெளிப்புற சுற்றுப்பாதை n> 2 இலிருந்து சுற்றுப்பாதை n '= 2 க்கு மாறுவதால் ஏற்படும் கோடுகளை உள்ளடக்கியது. 1885 ஆம் ஆண்டில் பால்மர் தொடரைக் கணிக்க ஒரு அனுபவ சமன்பாடான பால்மர் சூத்திரத்தைக் கண்டுபிடித்த ஜோஹன் பால்மரின் பெயரால் இது பெயரிடப்பட்டது. பால்மர் கோடுகள் வரலாற்று ரீதியாக "எச்-ஆல்பா", "எச்-பீட்டா", "எச்-காமா" மற்றும் பல என்று குறிப்பிடப்படுகின்றன, இதில் எச் என்பது ஹைட்ரஜன் உறுப்பு ஆகும். நான்கு பால்மர் கோடுகள் ஸ்பெக்ட்ரமின் தொழில்நுட்ப ரீதியாக "புலப்படும்" பகுதியில் உள்ளன, அலைநீளங்கள் 400 நானோமீட்டருக்கும் அதிகமாகவும் 700 நானோமீட்டருக்கும் குறைவாகவும் உள்ளன. பால்மர் தொடரின் சில பகுதிகளை சூரிய நிறமாலையில் காணலாம். எச்-ஆல்பா என்பது ஹைட்ரஜனின் இருப்பைக் கண்டறிய வானியலில் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு முக்கியமான கோடு ஆகும். பாஸ்சென் தொடர் (போஹ்ர் தொடர், = 3) 1908 ஆம் ஆண்டில் முதன்முதலில் அவற்றைக் கவனித்த ஜெர்மன் இயற்பியலாளர் பிரெட்ரிக் பாஸ்செனின் பெயரால் பெயரிடப்பட்டது. பாஸ்சென் கோடுகள் அனைத்தும் அகச்சிவப்பு பட்டையில் உள்ளன. இந்தத் தொடர் அடுத்த (பிராக்கெட்) தொடருடன் ஒன்றுடன் ஒன்று இணைகிறது, அதாவது. பிராக்கெட் தொடரில் உள்ள குறுகிய கோடு ஒரு அலைநீளத்தைக் கொண்டுள்ளது, இது பாஸ்சென் தொடரில் வருகிறது. அடுத்தடுத்த அனைத்து தொடர்களும் ஒன்றுடன் ஒன்று இணைகின்றன. பிராக்கெட் தொடர் (= 4) 1922 ஆம் ஆண்டில் ஸ்பெக்ட்ரல் கோடுகளை முதன்முதலில் கவனித்த அமெரிக்க இயற்பியலாளர் ஃபிரடெரிக் சம்னர் பிராக்கெட்டின் பெயரால் பெயரிடப்பட்டது. பிராக்கெட் தொடரின் நிறமாலை கோடுகள் தொலைதூர அகச்சிவப்பு பட்டையில் உள்ளன. ஃபுண்ட் தொடர் (= 5) 1924 ஆம் ஆண்டில் ஆகஸ்ட் ஹெர்மன் ஃபுண்ட் என்பவரால் சோதனை ரீதியாக கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. ஹம்ப்ரீஸ் தொடர் (= 6) 1953 ஆம் ஆண்டில் அமெரிக்க இயற்பியலாளர் கர்டிஸ் ஜே. ஹம்ப்ரீஸால் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. மேலும் தொடர்கள் (> 6) மேலும் தொடர்கள் பெயரிடப்படவில்லை, ஆனால் ரைட்பெர்க் சமன்பாட்டால் கட்டளையிடப்பட்ட அதே வடிவத்தையும் சமன்பாட்டையும் பின்பற்றுகின்றன. தொடர்கள் பெருகிய முறையில் பரவுகின்றன மற்றும் அலைநீளங்களை அதிகரிப்பதில் நிகழ்கின்றன. கோடுகள் பெருகிய முறையில் மங்கலாக உள்ளன, இது பெருகிய முறையில் அரிதான அணு நிகழ்வுகளுடன் தொடர்புடையது. அணு ஹைட்ரஜனின் ஏழாவது தொடர் முதன்முதலில் 1972 ஆம் ஆண்டில் மாசசூசெட்ஸ் அம்ஹெர்ஸ்ட் பல்கலைக்கழகத்தில் பீட்டர் ஹான்சன் மற்றும் ஜான் ஸ்ட்ராங் ஆகியோரால் அகச்சிவப்பு அலைநீளங்களில் சோதனை ரீதியாக நிரூபிக்கப்பட்டது. பிற அமைப்புகளுக்கு விரிவாக்கம் ரைட்பெர்க் சூத்திரத்தின் கருத்துக்கள் ஒரு கருவைச் சுற்றி வரும் ஒற்றைத் துகள் கொண்ட எந்த அமைப்புக்கும் பயன்படுத்தப்படலாம், எடுத்துக்காட்டாக ஒரு ஹீ + அயனி அல்லது ஒரு மியூனியம் கவர்ச்சியான அணு. சமன்பாடு அமைப்பின் போஹ்ர் ஆரத்தின் அடிப்படையில் மாற்றியமைக்கப்பட வேண்டும்; உமிழ்வுகள் ஒத்த தன்மையைக் கொண்டிருக்கும், ஆனால் வெவ்வேறு அளவிலான ஆற்றல்களில் இருக்கும். பிக்கரிங்-ஃபோலர் தொடர் முதலில் பிக்கரிங் மற்றும் ஃபோலர் ஆகிய இருவராலும் அரை முழு எண் மாற்றம் நிலைகளைக் கொண்ட அறியப்படாத ஹைட்ரஜனின் வடிவத்திற்குக் காரணம் என்று கூறப்பட்டது, ஆனால் போர் அவற்றை ஹீ + கருக்களில் இருந்து எழும் நிறமாலை கோடுகளாக சரியாக அங்கீகரித்தார். மற்ற அனைத்து அணுக்களும் குறைந்தபட்சம் இரண்டு எலக்ட்ரான்களை அவற்றின் நடுநிலை வடிவத்தில் கொண்டுள்ளன, மேலும் இந்த எலக்ட்ரான்களுக்கு இடையிலான தொடர்புகள் ஸ்பெக்ட்ரமை இங்கே விவரிக்கப்பட்டுள்ள எளிய முறைகள் மூலம் பகுப்பாய்வு செய்கின்றன. ரைட்பெர்க் சூத்திரத்தின் விலக்கு இயற்பியலில் ஒரு முக்கிய படியாகும், ஆனால் மற்ற கூறுகளின் நிறமாலைக்கு ஒரு நீட்டிப்பு நிறைவேற்றப்படுவதற்கு நீண்ட காலத்திற்கு முன்பே இருந்தது. மேலும் காண்க வானியல் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி ஹைட்ரஜன் கோடு (21 செமீ) லாம்ப் ஷிப்ட் மோஸ்லேயின் விதி குவாண்டம் ஒளியியல் ஷ்ரோடிங்கர் சமன்பாட்டிற்கான கோட்பாட்டு மற்றும் சோதனை நியாயப்படுத்தல் குறிப்புகள் வெளிப்புற இணைப்புகள் ஹைட்ரஜன் இயற்பியல் உமிழ்வு ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி ஹைட்ரஜன்