Rydberg sabiti

Rydberg sabiti, Rydberg formülündeki sabittir ve uyarılmış hidrojen atomunun yaydığı elektromanyetik ışınımın dalgaboyunun hesaplanmasında kullanılır. Bu sabit adını İsveçli fizikçi Johannes Rydberg 'ten (1854-1919) almıştır. Sabitin sayısal değeri fizikte kullanılan diğer sabitlerden türetilmiştir.

Sabitin değeri

Şayet elektron kütlesi atom çekirdeğinin kütlesi yanında ihmal edilecek kadar küçükse,

${\displaystyle R_{\infty }={\frac {m_{e}\cdot q^{4}}{8\epsilon _{0}^{2}\cdot h^{3}\cdot c}}=1.0973731568525\times 10^{7}\,\mathrm {m} ^{-1}}$

${\displaystyle h\ }$ Planck sabiti,

${\displaystyle m_{e}\ }$ elektron kütlesi,

${\displaystyle q\ }$ elektronun elektrik yükü,

${\displaystyle c\ }$ boşluktaki ışık hızı,

${\displaystyle \epsilon _{0}\ }$ boşluktaki elektrik geçirgenlik (dielektrik sabit)

Denklemin her iki tarafının c ∙h ile çarpılması halinde, enerji boyutu elde edilir.

${\displaystyle h\cdot c\cdot R_{\infty }=13.6056923\,{\mbox{ eV}}\equiv 1\,{\mbox{ Ry}}\ }$

Ancak bu ilişki kullanılırken başlangıçtaki varsayım dikkate alınmalıdır. Elektron kütlesi çekirdek kütlesi yanında ihmal edilmezse,

${\displaystyle R_{M}={\frac {R_{\infty }}{1+m_{e}/M}}\ }$

Burada M atom çekirdeği kütlesidir.(M ve m_e aynı birimlerde olmalıdır.)

Sabitin kullanılışı

Bir hidrojen atomu uyarıldığı zaman, elektronu üst enerji düzeylerine yükselir ve daha sonra eski düzeyine döner. Bu sırada belli bir dalga boyunda bir foton salınımı yapar. Dalga boyu Rydberg formülü ile hesaplanır. Rydberg sabiti sonsuz enerji düzeyinden en alt enerji düzeyine düşen bir elektronun saldığı fotonun dalgaboyunu, yani sınır değeri verir (en kısa dalga boyu.) Diğer dalga boyları ise Rydberg formülü ile hesaplanır.

Ayrıca bakınız

• Rydberg formülü