Иоганн Якоб Бальмер

Иоганн Якоб Бальмер
Рожденный	1 мая 1825 г. Лозанна , Швейцария
Умер	12 марта 1898 г. (12 марта 1898 г.) (72 года) Базель , Швейцария
Национальность	швейцарский
Альма-матер	Базельский университет
Научная карьера
Поля	Математика

Иоганн Якоб Бальмер (1 мая 1825 — 12 марта 1898) был швейцарским математиком, наиболее известным своей работой в области физики — серией Бальмера атома водорода .

Биография

Бальмер родился в Лаузене , Швейцария , в семье председателя Верховного суда, которого также звали Иоганн Якоб Бальмер. Его матерью была Элизабет Ролле Балмер, и он был старшим сыном. Во время учебы он преуспел в математике и поэтому решил сосредоточиться на этой области, когда поступил в университет.

Он учился в Университете Карлсруэ и Берлинском университете , затем защитил докторскую в Базельском университете в 1849 году диссертацию по циклоиде . Затем Иоганн всю свою жизнь провел в Базеле, где преподавал в школе для девочек. Он также читал лекции в Базельском университете . В 1868 году он женился на Кристине Полине Ринк в возрасте 43 лет. У пары было шестеро детей.

Несмотря на то, что Балмер был математиком, его больше всего помнят за его работу над спектральными рядами. Его главным вкладом (сделанным в возрасте шестидесяти лет, в 1885 году) была эмпирическая формула для видимых спектральных линий атома водорода , изучением которой он занялся по предложению Эдуарда Хагенбаха, также из Базеля. Используя измерения Ангстрема линий водорода, он пришел к следующей формуле для расчета длины волны:

$\lambda \ =h\,{\frac {n^{2}}{n^{2}-m^{2}}}$

для m = 2 и n = 3, 4, 5, 6 и т. д.; ч = 3,6456 · 10 ⁻⁷ м = 364,56 нм.

В своем сообщении 1885 года он назвал h «фундаментальным числом водорода». Сегодня h известна как постоянная Бальмера. Бальмер использовал свою формулу, чтобы предсказать длину волны для n = 7:

$\lambda \ =(364.56\,{\rm {nm}})\cdot \,{\frac {7^{2}}{\,7^{2}-2^{2}\,}}\simeq 397.0\,{\rm {nm}}$

Хагенбах сообщил Бальмеру, что Ангстрем наблюдал линию с длиной волны 397 нм . Эта часть спектра излучения водорода, от переходов энергетических уровней электронов с n ≥ 3 до n = 2, стала известна как серия Бальмера .

Линии Бальмера относятся к линиям излучения, которые возникают в видимой области спектра излучения водорода при 410,29, 434,17, 486,27 и 656,47 нм. Эти линии вызваны электронами в возбужденном состоянии, испускающими фотон и возвращающимися в первое возбужденное состояние атома водорода ( n = 2).

Двое коллег Бальмера, Герман Вильгельм Фогель и Уильям Хаггинс , смогли подтвердить существование других линий бальмеровской серии в спектре водорода у белых звезд.

Позже выяснилось, что формула Бальмера является частным случаем формулы Ридберга , разработанной Йоханнесом Ридбергом в 1888 году:

${\frac {1}{\lambda }}\ ={\frac {4}{h}}\left({\frac {1}{m^{2}}}-{\frac {1}{n^{2}}}\right)=R_{H}\left({\frac {1}{m^{2}}}-{\frac {1}{n^{2}}}\right)$

с $R_{H}$ постоянная Ридберга для водорода , $m=2$ для формулы Бальмера и $n>m$.

Однако полное объяснение того, почему эти формулы работали, пришлось отложить до смерти Бальмера, когда боровскую модель атома в 1913 году представил Нильс Бор .

Иоганн Бальмер умер в Базеле в возрасте 72 лет.

Почести

• Его именем названы формула Бальмера и константа Бальмера h , а также линии Бальмера и ряды Бальмера .
• Прыжок Бальмера полезен в астрономии для классификации звезд .
• кратер Бальмер на Луне . Его именем назван
• малая планета 12755 Балмер . В его честь названа

Внешние ссылки

• О'Коннор, Джон Дж.; Робертсон, Эдмунд Ф. , «Иоганн Якоб Бальмер» , Архив истории математики MacTutor , Университет Сент-Эндрюс