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Lyman-Serie

Physik

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Basiswissen｜ Wellenlängen emittierter Photonen｜ Wofür steht das kleine n?｜ Wofür steht das nm?｜ Wie berechnet man die Frequenz des emittierten Photons?｜ Was ist die Rydberg-Formel?｜ Was ist der Unterschied zur K-alpha Strahlung?


Basiswissen


Eine Spektrallinienserie von Wasserstoff: als Lyman-Serie wird die Folge von Spektrallinien des Wasserstoffatoms bezeichnet. Die Linien liegen alle im Ultraviolettbereich zwischen ca. 91 und ca. 121 Nanometer. Ein Wasserstoffatom hat immer nur genau ein Elektron in seiner Hülle. In der Lyman-Serie fällt dieses Elektron von einer Herkunftsschale mit der Bezeichnung auf die unterstste Schale des Atoms.



Bildbeschreibung und Urheberrecht
Ein Elektron fällt auf die innerste Schale (n=1) zurück.☛


Wellenlängen emittierter Photonen


  • n=2 121,5 nm
  • n=3 102,5 nm
  • n=4 97,20 nm
  • n=5 94,92 nm
  • n=6 93,73 nm
  • n=7 93,03 nm
  • n=8 92,57 nm
  • n=9 92,27 nm
  • n=10 92,05 nm
  • n=11 91,89 nm
  • n=unendlich 91,13 nm

Wofür steht das kleine n?


  • n = Hauptquantenzahl, gibt das Energieniveau der Herkunftsschale des Elektrons an.
  • Die Zielschale ist bei der Lyman-Serie immer die Schale mit n=1, also die K-Schale.
  • Kleines n heißt: näher am Kern, niedrigeres Energieniveau
  • n=1 ist auch die K-Schale,
  • n=2 ist die L-Schale
  • n=3 ist die M-Schale
  • und so weiter ...

Wofür steht das nm?


  • nm heißt: Nanometer oder 10 hoch -9 Meter.
  • Das ist die Wellenlänge des emittierten Photons.

Wie berechnet man die Frequenz des emittierten Photons?


  • Über die Formel: c=l·f
  • c ist die Lichtgeschwindigkeit: c = 300000 m/s
  • l ist die Wellenlänge aus der Tabelle oben
  • f ist dann die Frequenz in z. B. Hertz.

Was ist die Rydberg-Formel?


  • 1:l = R·(1/n1² - 1/n2²)
  • Mit dieser Formel kann die Wellenlänge der emittierten Strahlung berechnet werden.
  • Diese Formel gilt nur für das Wasserstoffatom (allgemein ist das Moseleysche Gesetz).

Was ist der Unterschied zur K-alpha Strahlung?


  • Die Lyman-Serie ist ein Sonderfall der K-alpha Strahlung, gehört also zu ihr.
  • Als K-alpha Strahlung bezeichnet man jede Strahlung, bei der ein Elektron auf die K-Schale fällt.
  • Die k-alpha Strahlung gilt für beliebige Atomarten, z. B. Helium, Eisen, Uran etc.
  • Bei schwereren Atomen entsteht oft Röntgenstrahlung.
  • Die Lyman-Serie gilt nur für Wasserstoffatome.