Quand les électrons d'un atome passent à un état d'énergie inférieur, l'atome libère de l'énergie sous la forme d'un photon. En fonction de l'énergie impliquée dans le processus d'émission, ce photon peut ou non se produire dans la plage visible du spectre électromagnétique. Quand l'électron d'un atome d'hydrogène revient à l'état fondamental, la lumière émise est dans la gamme ultraviolette du spectre électromagnétique. Par conséquent, il n'est pas visible.

Structure de l'Atome

L'électron dans un atome d'hydrogène orbite autour du noyau à un niveau d'énergie spécifique. Selon le modèle Bohr de l'atome, ces niveaux d'énergie sont quantifiés; ils ne peuvent avoir que des valeurs entières. Par conséquent, l'électron saute entre différents niveaux d'énergie. Lorsque l'électron s'éloigne du noyau, il a plus d'énergie. Quand il passe à un état d'énergie inférieur, il libère cette énergie.

Relation entre énergie et longueur d'onde

L'énergie d'un photon est directement proportionnelle à sa fréquence et inversement proportionnelle à sa longueur d'onde. Par conséquent, les photons qui sont émis en raison de transitions d'énergie plus grandes ont tendance à avoir des longueurs d'onde plus courtes. La relation entre la transition d'un électron et sa longueur d'onde est modélisée dans une équation formulée par Niels Bohr. Les résultats de l'équation de Bohr correspondent aux données d'émission observées.

Série Lyman

La série Lyman est le nom des transitions de l'électron entre un état excité et l'état fondamental. Tous les photons émis dans la série Lyman sont dans la gamme ultraviolette du spectre électromagnétique. La longueur d'onde la plus basse est de 93,782 nanomètres, et la plus haute longueur d'onde, de niveau deux à un, est de 121,566 nanomètres.



La série Balmer est la série d'émissions d'hydrogène qui implique la lumière visible. Les valeurs d'émission pour la série Balmer vont de 383,5384 nanomètres à 656,2852 nanomètres. Ceux-ci vont du violet au rouge, respectivement. Les raies d'émission de la série Balmer impliquent que l'électron passe d'un niveau d'énergie plus élevé au deuxième niveau d'énergie de l'hydrogène.