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Bewegen sich die Elektronen eines Atoms in einen niedrigeren Energiezustand, setzt das Atom Energie in Form eines Photons frei. Abhängig von der am Emissionsprozess beteiligten Energie kann dieses Photon im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums auftreten oder nicht. Wenn ein Wasserstoffatom-Elektron in den Grundzustand zurückkehrt, befindet sich das emittierte Licht im ultravioletten Bereich des elektromagnetischen Spektrums. Daher ist es nicht sichtbar.
Struktur des Atoms
Das Elektron in einem Wasserstoffatom umkreist den Kern mit einem bestimmten Energieniveau. Nach dem Bohr-Modell des Atoms werden diese Energieniveaus quantisiert; Sie können nur ganzzahlige Werte haben. Daher springt das Elektron zwischen verschiedenen Energieniveaus. Je weiter das Elektron vom Kern entfernt ist, desto mehr Energie hat es. Wenn es wieder in einen niedrigeren Energiezustand übergeht, setzt es diese Energie frei.
Beziehung zwischen Energie und Wellenlänge
Die Energie eines Photons ist direkt proportional zu seiner Frequenz und umgekehrt proportional zu seiner Wellenlänge. Daher neigen Photonen, die aufgrund größerer Energieübergänge emittiert werden, dazu, kürzere Wellenlängen aufzuweisen. Die Beziehung zwischen dem Übergang eines Elektrons und seiner Wellenlänge wird in einer von Niels Bohr formulierten Gleichung modelliert. Die Ergebnisse der Bohrs-Gleichung stimmen mit den beobachteten Emissionsdaten überein.
Lyman-Serie
Die Lyman-Reihe ist der Name für Übergänge des Elektrons zwischen einem angeregten Zustand und dem Grundzustand. Alle emittierten Photonen der Lyman-Reihe liegen im ultravioletten Bereich des elektromagnetischen Spektrums. Die niedrigste Wellenlänge beträgt 93,782 Nanometer, und die höchste Wellenlänge von Stufe zwei bis eins beträgt 121,566 Nanometer.
Balmer-Serie
Die Balmer-Reihe ist die Wasserstoffemissionsreihe, die sichtbares Licht einbezieht. Die Emissionswerte für die Balmer-Serie reichen von 383,5384 Nanometer bis 656,2852 Nanometer. Diese reichen von violett bis rot. Bei den Emissionslinien der Balmer-Reihe geht das Elektron von einem höheren Energieniveau zu einem zweiten Energieniveau von Wasserstoff über.