Formule de Rydberg

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La formule de Rydberg (ou de Rydberg-Ritz) est utilisée en physique atomique pour déterminer le spectre complet de la lumière émise par l'hydrogène ; elle fut plus tard généralisée à tout élément chimique. Le spectre est l'ensemble des longueurs d'onde des photons émis lors des sauts des électrons entre des niveaux d'énergie discrets, "couches" autour de l'atome d'un élément chimique. Cette découverte a plus tard suscité la création d
Formule de Rydberg

La formule de Rydberg (ou de Rydberg-Ritz) est utilisée en physique atomique pour déterminer le spectre complet de la lumière émise par l'hydrogène ; elle fut plus tard généralisée à tout élément chimique. Le spectre est l'ensemble des longueurs d'onde des photons émis lors des sauts des électrons entre des niveaux d'énergie discrets, "couches" autour de l'atome d'un élément chimique. Cette découverte a plus tard suscité la création de la physique quantique. Cette formule a été découverte par les physiciens suédois Johannes Rydberg et suisse Walther Ritz puis présentée le 5 novembre 1888.

Formule de Rydberg pour l'hydrogène

:\frac\lambda_\mathrm = R_\mathrm \left(\frac-\frac\right) Où :\lambda_\mathrm est la longueur d'onde de la lumière dans le vide. :R_\mathrm est la constante de Rydberg de l'hydrogène. :n_1 et n_2 sont des entiers tels que n_1 < n_2. En fixant n_1 = 1 et avec n_2 allant de 2 à l'infini, les raies spectrales connues sous le nom de série de Lyman convergeant vers 91 nm sont obtenues par la même méthode : | |----- | n_1 || n_2 | Nom || Converge vers |----- | 1 || 2 \rightarrow \infty | Série de Lyman || 91 nm |----- | 2 || 3 \rightarrow \infty | Série de Balmer || 365 nm |----- | 3 || 4 \rightarrow \infty | Série de Paschen || 821 nm |----- | 4 || 5 \rightarrow \infty | Série de Brackett || 1459 nm |----- | 5 || 6 \rightarrow \infty | Série de Pfund || 2280 nm |----- | 6 || 7 \rightarrow \infty | Série de Humphreys || 3283 nm | La série de Lyman est dans le domaine de l'ultraviolet tandis que celle de Balmer est dans le domaine visible et que les séries de Paschen, Brackett, Pfund, et Humphreys sont dans le domaine de l'infrarouge.

Formule de Rydberg pour les alcalins

La formule ci-dessus peut être généralisée à tout élément semblable à l'hydrogène (i.e. possédant un unique électron sur sa couche externe) (les métaux alcalins sont des exemples approchés). :\frac\lambda_\mathrm = RZ^2 \left(\frac-\frac\right) Où :\lambda_\mathrm est la longueur d'onde de la lumière dans le vide. :R est la constante de Rydberg de l'élément. :n_1 et n_2 sont des entiers tels que n_1 < n_2. :Z est le numéro atomique, i.e. le nombre de protons dans le noyau atomique de cet élément; Cette formule ne s'applique vraiment qu'aux éléments ne possédant qu'un électron de valence, appelés hydrogénoïdes : par exemple He+, Li2+, Be3+, les alcalins restant un exemple approché...

Note :

Il apparaît que cette formule de Rydberg est celle d'une famille d'hyperboles, n1 et n2 définissant les positions respectives des sommets et des foyers. Ces hyperboles sont des franges d'interférences produites entre les ondes émises par le proton et par l'électron. Comme l'atome d'hydrogène n'a qu'un proton et qu'un électron, la représentation graphique des interférences est simple et claire; pour les autres atomes, à l'exception des hydrogénoïdes, le modèle devient plus brouillé. Cette évidence mathématique apporte une explication physique, simple et compréhensible par une élève de terminale, à la stabilité de l'atome, mais elle est difficilement admise par les physiciens actuels qui préférent sans doute conserver un halo de mystères autour de la mécanique quantique. :

Voir aussi

- Spectre de l'hydrogène
- Modèle de Bohr
- constante de Rydberg Catégorie:Physique atomique de:Rydberg-Formel en:Rydberg formula es:Fórmula de Rydberg hu:Rydberg-formula nl:Rydberg-formule pl:Wzór Rydberga pt:Fórmula de Rydberg sl:Rydbergova formula sr:Ридбергова формула sv:Rydbergs formel zh:里德伯公式
Sujets connexes
Atome   Constante de Rydberg   Couche de valence   Foyer (mathématiques)   Hydrogène   Hydrogénoïde   Hyperbole (mathématiques)   Interférence   Johannes Rydberg   Longueur d'onde   Lumière   Modèle de Bohr   Métal alcalin   Niveau d'énergie   Noyau atomique   Numéro atomique   Photon   Physicien   Physique atomique   Physique quantique   Proton   Sommet (géométrie)   Suisse   Série de Balmer   Série de Brackett   Série de Humphreys   Série de Lyman   Série de Paschen   Série de Pfund   Vide  
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