Quando gli elettroni di un atomo si muovono verso uno stato di energia inferiore, l'atomo rilascia energia sotto forma di un fotone. A seconda dell'energia coinvolta nel processo di emissione, questo fotone potrebbe o meno verificarsi nel campo visibile dello spettro elettromagnetico. Quando l'elettrone di un atomo di idrogeno ritorna allo stato fondamentale, la luce emessa si trova nell'intervallo ultravioletto dello spettro elettromagnetico. Pertanto, non è visibile.

Struttura dell'atomo

L'elettrone in un atomo di idrogeno orbita intorno al nucleo a un livello di energia specifico. Secondo il modello di Bohr dell'atomo, questi livelli di energia sono quantizzati; possono avere solo valori interi. Pertanto, l'elettrone salta tra diversi livelli di energia. Quando l'elettrone si allontana dal nucleo, ha più energia. Quando transita di nuovo in uno stato di energia inferiore, rilascia questa energia.

Relazione tra energia e lunghezza d'onda

L'energia di un fotone è direttamente proporzionale alla sua frequenza e inversamente proporzionale alla sua lunghezza d'onda. Pertanto, i fotoni che vengono emessi a causa di transizioni di energia più grandi tendono ad avere lunghezze d'onda più corte. La relazione tra la transizione di un elettrone e la sua lunghezza d'onda è modellata in un'equazione formulata da Niels Bohr. I risultati dell'equazione di Bohr corrispondono ai dati sulle emissioni osservati.

Serie Lyman

La serie Lyman è il nome per le transizioni dell'elettrone tra uno stato eccitato e lo stato fondamentale. Tutti i fotoni emessi nella serie Lyman si trovano nella gamma ultravioletta dello spettro elettromagnetico. La lunghezza d'onda più bassa è 93.782 nanometri e la massima lunghezza d'onda, dal livello due al primo, è di 121.566 nanometri.

Serie Balmer

La serie Balmer è la serie di emissioni di idrogeno che coinvolge la luce visibile. I valori di emissione della serie Balmer vanno da 383,5384 nanometri a 656,2852 nanometri. Questi vanno dal viola al rosso, rispettivamente. Le linee di emissione della serie Balmer coinvolgono l'elettrone che passa da un livello di energia più alto al secondo livello di energia dell'idrogeno.