Johann Jakob Balmer

balmer.htm 10.03.2010 

Johann Jakob Balmer wikipedia fand 1885 durch reines Ausprobieren eine mathematische Gleichung, mit der er die Wellenlänge der Linien des Wasserstoffspektrums so exakt berechnen konnte, wie sie zu der damaligen Zeit bekannt waren. Damit wurde offensichtlich, dass hinter dem Auftreten von Spektrallinien eine Gesetzmäßigkeit stecken musste.

Die Formel lautet (auf Frequenzen des Lichts umgerechnet)

Hierin bedeutet:

f_n,m      Frequenz der Spektrallinie
R_H      Rydberg-Konstante,
c        Lichtgeschwindigkeit im Vakuum,
n, m   Laufzahlen 1,2,3,4 ...

Die Wellenlängen der sichtbaren Spektrallinien besitzen  n=2 und m>2 (Balmer-Serie).

Nachdem eine mathematische Formel zur Berechnung der Wellenlängen gefunden war, lag es nahe, auch andere Linien zu suchen, die sich durch die Berechnung mit andern Lauftermen m in den Formel ergeben können. Hier war nicht die Formel das Problem, sondern eine Methode zu finden, die nicht sichtbaren Linien im UV-Bereich und IR-Bereich zu beobachten.

Das gelang den Physikern Lyman (m=1; UV-Bereich), Paschen (m=3; IR-Bereich), Brackett (m=4; IR-Bereich) und Pfund (m=5; IR-Bereich).

Eine Erklärung für das Zustandekommen der Linien liefert das Bohrsche Atommodell. Hier ist ein Link zu einer Animation bigs, die zeigt, wie durch Sprünge der Elektronen von Elektronenbahn zu Elektronenbahn im Atom Licht bestimmter Wellenlängen ausgestrahlt wird.