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里德伯

里德伯(Johannes Rober Rydberg,1854~1919)瑞典物理学家、数学家,光谱学的奠基人之一。

1854年11月8日生于瑞典的哈姆斯塔德。

1873年进入隆德大学。1875年获哲学学士学位。

1879年通过答辩学位论文《论圆锥面的结构》而获得数学博士学位。

1880年任隆德大学数学讲师。1882年任物理学讲师。1897年成为助理教授。

1901年被任命为终身教授。1919年当选为英国皇家学会的外国会员。

1919年12月28日于瑞典隆德逝世,终年65岁。

19世纪末,原子光谱和原子结构问题引起了不少科学家的关注,里德伯就是其中之一。他对光谱的研究起源于对元素周期表的兴趣,从1890年开始,从事元素的物理性质、化学性质和结构的研究,并发表了题为《化学元素发射光谱结构的研究》的论文。他设想一个元素的光谱线由三种不同类型系列叠加而成,一个是位于可见光区域,谱线比较尖锐的锐线系,另一个是位于近红外区,谱线比较扩散的漫线系,第三个是里德伯认为最重要的大部分由紫外线组成的线系。

同时里德伯亲自观测了一些元素的光谱线,并从他的同辈那里搜集了大量光谱方面的资料,尤其是锂、钠、钾和镁、锌、镉、汞、铝等元素的谱线波长,这些对他总结光谱公式提供了重要依据。面对纷乱复杂的光谱数据,他致力于寻求各种元素发出的各种光谱线的意义。而里德伯成功的关键是:采用了前人(如1871年斯坦尼等)已提出的用波长的倒数(波数)来表示谱线的方法。用这一尺度的好处在于可以把光谱线系表示成等距的、更接近于从光谱仪直接看到的情景,因此他对光谱规律作出总结:“谱系的各项是相继整数的函数,各谱系可近似于用下式表示,,其中N是波数,m是正整数,n0=109721.6对所有谱系均为一共同常数,n0与u是某谱系特有的常数。由公式可以看到,n0表示当m变为无穷大时波数n趋向的极值”。这就是里德伯的光谱学公式。

里德伯的工作在巴耳末之后,但他当时并不知道巴耳末公式,到1890年当获知巴耳末公式以后,用波数表示巴耳末公式,才发现得出的结果正好是自己所得公式的一个特例,这就更增加了他对自己工作的信心。显然这也说明里德伯公式具有更深刻的物理意义,是更普遍的光谱学公式。

里德伯公式和巴耳末公式一样纯属经验公式,他未能探究这一公式的原因,但是这个公式在玻尔建立原子结构理论中,却起到了重要的作用,随即该公式也得到了合理的解释

里德伯能量

里德伯能量单位:Ry 全称 Rydberg

里德伯能量数值:1Ry = 13.6056923(12) eV = 2.17963190646e-18 J(焦耳)

里德伯能量与其他物理量关联:1Ry = 1/2 Hatree

里德伯计算氢气能级公式

波数 1/λvac = R (1/m^2 - 1/n^2 )(JJ.Balmer提出的巴尔末公式转换为波数形式)

其中

λvac是溢出真空中的电磁波波长

m和 n是整数,其中m<n


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