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Formel Rydberg-Formel für H-Atom Frequenz    Hauptquantenzahl    Rydberg-Frequenz

Formel
Formel: Rydberg-Formel für H-Atom

Frequenz

Einheit
Frequenz der elektromagnetischen Strahlung im Vakuum, mit der das H-Atom bestrahlt wird. Diese ist mit der Energie der Strahlung folgendermaßen verknüpft: \( W ~=~ h \, f \). Aus der vom H-Atom absorbierte Strahlung der Frequenz \( f \), kann also die vom H-Atom aufgenommene Energie berechnet werden.

Hauptquantenzahl

Einheit
Das ist eine ganze Zahl, die ein Energieniveau des H-Atoms angibt. Das Elektron im H-Atom kann diesen Energiezustand, der durch \(n\) beschrieben wird, annehmen.

Es gilt: \( n ~\lt~ m \), das heißt, der \(n\)-te Energiezustand liegt tiefer als der \(m\)-te Energiezustand. Das Elektron im H-Atom kann in den \(m\)-ten Energiezustand angeregt werden.

Hauptquantenzahl

Einheit
Das ist eine ganze Zahl, die ein Energieniveau des H-Atoms angibt. Das Elektron im H-Atom kann diesen Energiezustand, der durch \(m\) beschrieben wird, annehmen, indem es durch ein Photon in diesen Energiezustand angeregt wird. Nach einer kurzen Zeit fällt das Elektron wieder in den tiefer liegenden Zustand \(n\) und das H-Atom gibt dabei ein Photon ab. Die Energie dieses Photons entspricht der Differenz der Energie zwischen \(m\) und \(n\).

Rydberg-Frequenz

Einheit
Rydberg-Frequenz für das H-Atom beträgt$$ R_{\text f} ~=~ c \, R ~=~ 3.289 \, 841 \, 95 \,\cdot\, 10^{15} \, \text{Hz} $$ hierbei ist \(c\) die Lichtgeschwindigkeit und \( R \) die Rydberg-Konstante für das H-Atom: \( R = 1.097 373 15 \,\cdot\, 10^7 \, \frac{1}{\text m} \).

Wird die Rydberg-Frequenz mit der Planck-Konstanten \(h\) multipliziert, ergibt sich die Energie, die notwendig ist, um das Elektron aus dem H-Atom zu entfernen (also das H-Atom zu ionisieren):$$ R_{\text f} \, h ~=~ 2.17 \cdot 10^{-18} \, \text{J} ~=~ 13.6 \, \text{eV} $$