Seria Balmera

Seria Balmera – seria linii widmowych wodoru, w spektrum światła widzialnego. Linie tej serii powstają, kiedy elektron w atomie wodoru przechodzi ze stanu o głównej liczbie kwantowej n > 2 do stanu n = 2 (tzn. kiedy elektron przechodzi z wyższej powłoki na powłokę 2) (seria L)^[1].

Linie Balmera w spektrum światła widzialnego mają długości fal: 656 nm (czerwona H-α), 486 nm (niebiesko-zielona H-β), 434 nm (linia niebieska H-γ) oraz 410 nm (linia fioletowa H-δ)^[2]. Ostatnia z wymienionych linii (H-δ o długości 410 nm) znajduje się na granicy pomiędzy światłem widzialnym a promieniowaniem ultrafioletowym. Poszczególne linie odpowiadają emisji promieniowania elektromagnetycznego o danej długości fali przez atom wodoru przechodzący do stanu o niższej energii. Chodzi tutaj wyłącznie o przejścia elektronów z powłok wyższych do powłoki 2 (ale nie 1). Linia H-α odpowiada emisji przy przejściu elektronu z powłoki 3 do 2. Linia H-β odpowiada przejściu elektronu z powłoki 4 do 2. Linia H-γ odpowiada przejściu elektronu z powłoki 5 do 2. Linia H-δ odpowiada przejściu elektronu z powłoki 6 do 2. Przejście elektronów z jeszcze wyższych powłok do powłoki 2 będzie dawać linie widmowe o falach jeszcze krótszych, właściwie już w spektrum ultrafioletu, ale coraz gęściej umiejscowionych (tj. będą znajdować się coraz bliżej siebie). Można też obliczyć, jaką będzie mieć długość fali promieniowanie wyemitowane przez przejście do 2 powłoki elektronu z powłoki o wartości n dążącej do nieskończoności. W ten sposób pozyska się graniczną długość fali 364,6 nm. Przejście elektronu z dowolnej powłoki do powłoki 2 nigdy tej granicy nie przekroczy w dół, tzn. seria Balmera nie uzyska już linii o krótszej długości fali.

Natomiast przejście elektronu z jakiejś wyższej powłoki do powłoki jeszcze niższej, a więc do powłoki 1, odpowiada za emisję promieniowania o długości fali znacznie krótszej, niż wartość graniczna 364,6 nm. Takie przejścia utworzą kolejne linie emisyjne, ale w spektrum dalekiego ultrafioletu, które to linie nazywane są serią Lymana^[3].

Seria Balmera i formuła do wyznaczania jej składników została odkryta w wyniku obserwacji widma wodoru przez Johanna Balmera w 1885^[4].

Wszystkie serie linii widmowych wodoru, według docelowej powłoki elektronowej, na którą przechodzi elektron z jakiejś wyższej powłoki (czyli wg wartości liczby kwantowej ${\displaystyle n}$):

1. seria Lymana
2. seria Balmera
3. seria Paschena
4. seria Bracketta
5. seria Pfunda
6. seria Humphreysa.