11.4.1 Spektrum ionizovaného hélia

Kolik spektrálních čar ionizovaného hélia leží v ultrafialové oblasti (vlnové délky v rozsahu 10–360 nm)? Vypočtěte vlnové délky nejvýznamnějších z nich.

Výsledek

Nekonečně, v UV oblasti totiž leží celá první série n1 = 1 (vlnové délky 30,380 nm, 25,633 nm, 24,304 nm, …; hrana série 22,785 nm), celá druhá série n1 = 2 (164,051 nm, 121,519 nm, …; hrana série 91,139 nm) a s výjimkou přechodu n1 = 3, n2 = 4 i třetí série (320,411 nm, …; hrana série 205,063).

Postup

Spočtěte R z (11.9) a do (11.8) dosaďte n1 = 1 a n2 = 2, 3,  a též n2 = ∞ (hrana série). Zkuste n1 = 2, atd.

Řešení

Ionizované hélium má jeden elektron, a tedy lze pro vlnočty spektrálních čar použít vzorec (11.8). Hmotnost jádra hélia je mZ = MHe/NA2me = 6,645 . 1024 g, z toho podle (11.9) máme R = 10972228 m1. Po dosazení n1 a n2 do (11.8) dostaneme vlnové délky $..$ (v nm):

n2 n1 = 1 n1 = 2 n1 = 3 n1 = 4
2 30,3797      
3 25,6329 164,051    
4 24,3038 121,519 (468,716)  
5 23,7342 108,499 320,411 (1012,66)
6 23,4358 102,532 273,418 (656,202)
$..$ $..$ $..$ $..$ $..$
22,7848 91,1392 205,063 (364,557)