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約翰尼斯·里德伯(物理學家)原圖鏈接來自 個人簡歷網 的圖片

約翰尼斯·里德伯(Johannes Rober Rydberg,1854~1919)瑞典物理學家、數學家,光譜學的奠基人之一。

科學家是一個泛稱,廣義上指對真實自然及未知生命、環境、現象及其相關現象統一性的數字化重現與認識、探索、實踐、定義的專業類別貢獻者。狹義的定義是指專門從事科學研究的人士,包括自然科學家和社會科學家這兩大類[1]。所有自然科學和社會科學的研究人員[2],達到了一定的造詣,獲得了有關部門和行業內的認可,均可以稱之為科學家。被稱之為科學家的代表人物有英國物理學家牛頓波蘭天文學家哥白尼居里夫人,美籍科學家愛因斯坦和中國的農學家袁隆平等。

研究歷程

19世紀末,原子光譜和原子結構問題引起了不少科學家的關注,里德伯就是其中之一。他對光譜的研究起源於對元素周期表的興趣,從1890年開始,從事元素的物理性質、化學性質和結構的研究,並發表了題為《化學元素髮射光譜結構的研究》的論文。他設想一個元素的光譜線由三種不同類型系列疊加而成,一個是位於可見光區域,譜線比較尖銳的銳線系,另一個是位於近紅外區,譜線比較擴散的漫線系,第三個是里德伯認為最重要的大部分由紫外線組成的線系。

同時里德伯親自觀測了一些元素的光譜線,並從他的同輩那裡搜集了大量光譜方面的資料,尤其是鋰、鈉、鉀和鎂、鋅、鎘、汞、鋁等元素的譜線波長,這些對他總結光譜公式提供了重要依據。面對紛亂複雜的光譜數據,他致力於尋求各種元素髮出的各種光譜線的意義。而里德伯成功的關鍵是:採用了前人(如1871年斯坦尼等)已提出的用波長的倒數(波數)來表示譜線的方法。用這一尺度的好處在於可以把光譜線系表示成等距的、更接近於從光譜儀直接看到的情景,因此他對光譜規律作出總結:「譜系的各項是相繼整數的函數,各譜系可近似於用下式表示,,其中N是波數,m是正整數,n0=109721.6對所有譜系均為一共同常數,n0與u是某譜系特有的常數。由公式可以看到,n0表示當m變為無窮大時波數n趨向的極值」。這就是里德伯的光譜學公式。

成就

里德伯的工作在巴耳末之後,但他當時並不知道巴耳末公式,到1890年當獲知巴耳末公式以後,用波數表示巴耳未公式,才發現得出的結果正好是自己所得公式的一個特例,這就更增加了他對自己工作的信心。顯然這也說明里德伯公式具有更深刻的物理意義,是更普遍的光譜學公式。

里德伯公式和巴耳末公式一樣純屬經驗公式,他未能探究這一公式的原因,但是這個公式在玻爾建立原子結構理論中,卻起到了重要的作用,隨即該公式也得到了合理的解釋

里德伯能量里德伯能量單位:Ry 全稱 Rydberg

里德伯能量數值:1Ry = 13.6056923(12) eV = 2.17963190646e-18 J(焦耳)

里德伯能量與其他物理量關聯:1Ry = 1/2 Hatree

里德伯計算氫氣能級公式1/λvac = R (1/n1^2 - 1/n2^2 )

其中

λvac是溢出真空中的電磁波波長

R是里德伯常數 1.097e7/m

n1和 n2是整數,其中n1<n2

視頻

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參考文獻

  1. 什麼樣的人稱為科學家,糗問,2020-06-06
  2. 社會科學研究方法,豆丁網,2015-09-02