Фундаментальная серия - Fundamental series

Основная серия представляет собой набор спектральных линий в наборе , вызванный переходом между d- и F - орбиталями в атомах .

Первоначально серия была открыта в инфракрасном диапазоне Фаулером и независимо Арно Бергманном . Это привело к названию серии Бергмана, используемому для такого набора линий в спектре. Однако название было изменено, поскольку Бергманн обнаружил и другие серии линий. И другие первооткрыватели также установили другие подобные серии. Они стали известны как основная серия. Бергманн обнаружил литий при 5347 см ^-1 , натрий при 5416 см ^-1, калий при 6592 см ^-1 . Бергманн заметил, что линии в серии в спектре цезия были двойными. О его открытии было объявлено в «Вкладах в изучение инфракрасных спектров излучения щелочей» , Йена, 1907. Карл Рунге назвал эту серию «новой серией». Он предсказал, что линии калия и рубидия будут парами. Он выразил частоты линий ряда формулой и предсказал связь предела ряда с другими известными рядами. В 1909 году В. М. Хикс произвел приблизительные формулы для различных рядов и заметил, что этот ряд имеет более простую формулу, чем другие, и поэтому назвал его «фундаментальным рядом» и использовал букву F.

Формула, которая больше напоминала расчеты спектра водорода, объяснялась меньшим квантовым дефектом . Нет никаких физических оснований называть это фундаментальным. Основная серия была названа неудачно названной. Это последняя спектроскопическая серия, получившая специальное обозначение. Следующая серия, включающая переходы между подоболочками F и G, известна как серия FG.

Частоты строк в серии задаются этой формулой:

${\ displaystyle \ nu = {\ frac {R} {\ left [3 + d \ right] ^ {2}}} - {\ frac {R} {\ left [m + f \ right] ^ {2}} } {\ text {, with}} m = 4,5,6, ...,}$

R - поправка Ридберга , это предел серии, представленный 3D , и представлен mF . Затем дается сокращенная формула, в которой значения m являются целыми числами от 4 и выше. Два числа, разделенные знаком «-», называются членами, которые представляют уровень энергии атома. ${\ displaystyle T_ {BS} = {\ frac {R} {\ left [3 + d \ right] ^ {2}}}}$${\ displaystyle {\ frac {R} {\ left [m + f \ right] ^ {2}}}}$${\ displaystyle \ nu = 3D-mF}$

Предел фундаментального ряда такой же, как и у уровня 3D.

Термины могут иметь разные обозначения: mF для однолинейных систем, mΦ для дублетов и mf для триплетов.

Линии в основной серии разбиты на составные дублеты из-за того, что подоболочки D и F имеют разные возможности вращения. Расщепление подоболочки D очень мало, а расщепление подоболочки F - еще меньше, поэтому тонкую структуру в фундаментальной серии труднее разрешить, чем в резкой или диффузной серии .

Литий

Квантовый дефект для лития равен 0.

Натрий

Диаграмма Гротриана для натрия. Фундаментальный ряд обусловлен переходами 3D-mF, показанными здесь голубым цветом.

Линии основного ряда для натрия появляются в ближнем инфракрасном диапазоне.

Калий

Линии основной серии для калия появляются в ближнем инфракрасном диапазоне.

Рубидий

Линии фундаментальной серии для рубидия появляются в ближней инфракрасной области. Валентный электрон перемещается с уровня 4d, поскольку 3d содержится во внутренней оболочке. Их наблюдал Р. фон Лэмб. Соответствующие уровни энергии: 4 p ⁶ 4 d j = 5/2 19 355,282 см ^-1 и j = 3/2 19 355,623 см ^-1 , а первые уровни f при 4 p ⁶ 4 f j = 5/2 26 792,185 см ^-1 и j = 7/2 26,792,169 см ^-1 .

Цезий

Ссылки