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SÉRIES, spectroscopie

Dans le spectre d'émission d'un atome, on peut trouver des raies dont les nombres d'ondes (inverse des longueurs d'onde, o = 1/λ) sont exprimés par une relation du type :σ = R(1/n2 — 1/m2),

dans laquelle R est une constante, dite de Rydberg, dont la valeur dépend de l'élément étudié (pour l'hydrogène R = 109 678,75 cm—1), et où m et n sont des nombres entiers que la théorie de Bohr permet d'identifier avec les nombres quantiques principaux des niveaux de départ et d'arrivée de la transition. Un ensemble de raies pour lequel n est constant constitue une série.

Dans le cas de l'hydrogène, les premières séries ont reçu un nom. On parle ainsi de la série de Lyman pour n = 1, de Balmer pour n = 2, de Paschen pour n = 3, de Brackett pour n = 4 et de Pfund pour n = 5. Les longueurs d'onde des raies diminuent dans une série si m augmente, et passent de l'ultraviolet dans la série de Lyman à l'infrarouge lointain dans celle de Pfund.

Pour l'hélium ionisé, la série arrivant au niveau n = 3 s'appelle série de Rydberg, celle du niveau n = 4 série de Pickering.

Dans le cas des alcalins, il faut faire intervenir le nombre quantique azimutal 1 et, suivant sa valeur, on aura les séries fine (en anglais sharp) si l = 0, principale si l = 1, diffuse si l = 2... L'initiale du nom de ces séries donne la lettre utilisée dans la notation des termes spectraux (S, P, D...).

Outre le rôle fondamental qu'elles ont joué pour la compréhension de la structure des atomes (travaux de Rydberg et de Balmer), les séries restent un instrument indispensable dans l'étude et la classification des spectres atomiques.

— Pierre MOYEN

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Écrit par

. In Encyclopædia Universalis []. Disponible sur : (consulté le )

Autres références

  • MÉTAUX - Métaux alcalins

    • Écrit par Jean PERROTEY
    • 3 023 mots
    • 4 médias
    L'examen du spectre d'arc d'un métal alcalin permet de grouper en séries les raies qui présentent des caractères communs : raies plus ou moins fines, et mode de décomposition identique dans un champ magnétique. À l'intérieur d'une même série, lorsque la longueur d'onde croît, les raies se resserrent...
  • RYDBERG JOHANNES ROBERT (1854-1919)

    • Écrit par Georges KAYAS
    • 198 mots

    Physicien suédois né à Halmstad et mort à Lund. Johannes R. Rydberg effectue ses études à l'université de Lund, où il sera nommé professeur en 1901. Lauréat de mathématiques (1879), Rydberg s'oriente vers la physique et plus particulièrement vers l'étude des spectres optiques des éléments....

  • SPECTROSCOPIE

    • Écrit par Michel de SAINT SIMON
    • 5 069 mots
    • 10 médias
    ...premier. Ses raies obéissent à la relation de Balmer : 1/λ = R(1/n2 — 1/m2) où R est une constante et où n et m sont des nombres entiers, m prenant des valeurs plus grandes que n. À chaque valeur de n correspond unesérie de raies au sein de laquelle chacune correspond à une valeur de m.

Voir aussi