约翰·雅各布·巴耳末
瑞士数学家、物理学家
约翰·雅各布·巴耳末(Johann Jakob Balmer)瑞士数学家、物理学家。 主要贡献是建立了氢原子光谱波长的经验公式——巴耳末公式。为纪念巴耳末,月球表面的一个环形山也以他的名字命名
人物经历
约翰·雅各布·巴耳末(Johann Jakob Balmer,1825.5.1-1898.3.12)瑞士数学家物理学家。 主要贡献是建立了原子光谱波长的经验公式——巴耳末公式
人物简介
1825年5月1日生于瑞士洛桑,是家中的长子。大学时期曾留学德国卡尔斯鲁厄大学柏林大学,攻读数学,1846年回到瑞士,担任中学时期的母校巴塞尔中学的工程制图教师。1849年巴耳末以关于摆线的论文在瑞士巴塞尔大学获得博士学位。1859年起在瑞士巴塞尔女子中学担任数学教师,1865年到1890年期间兼任瑞士巴塞尔大学讲师。1868年和克里斯廷(Christine Pauline Rinck)结婚,先后生育了6个孩子。1887年巴耳末出版了一本专著《投影几何学教程》。1898年在巴塞尔逝世,终年72岁。
巴尔末公式
巴耳末在巴塞尔大学兼任讲师期间,受到该校一位研究光谱的物理学教授哈根拜希(E.Hagenbach)的鼓励,开始试图寻找氢原子光谱的规律。巴耳末开始研究工作时,可见光区域的4条氢谱线已经过埃姆斯特朗等人大量较精确的测定,紫外区的10条谱线也在恒星光谱中发现。但是,当时这些数据是零散的,它们波长的规律尚不为人所知。
巴耳末首先否定了把谱线类比声音的做法,而从寻找可见光区域4条氢谱线的波长的公共因子和比例系数入手。他说:“看到前面叙述的三个波长(指Hα,Hβ,Hδ)的数字以后,就可以看出它们之间存在着一定的数字比例,就是说这些数字包含有一个公共因子。”
最初,为寻找这一公共因子,他用数字试探的方法寻找谱线之间的谐和关系,曾顺利地找到了巴耳末认为不十分小的一个因子(30.38mm/10),但是,这一因子反映不出各波长之间的实际规律,只好放弃。巴耳末擅长投影几何,对建筑结构、几何素描有浓厚兴趣,受透视图中圆柱排列的启示,他改用几何方法。巧妙地利用几何图形为这些谱线的波长确定了另一个公共因子,其值为,然后用最简便的方法表示这些波长的数量关系。
lambda=Bfrac{n^}{n^-4}qquad n=3,4,5cdots 其中λ是谱线的波长,B=3.6546×10-7m。,是一个常数1885年又刊载在1885年《物理、化学纪要》杂志上。 巴耳末公式的提出经历了一个曲折的过程。
巴耳末公式计算出的波长与实际测量值的误差不超过波长的1/40000,吻合得非常好。随后巴耳末又继续推算出当时已发现的氢原子全部14条谱线的波长,结果和实验值完全符合。1884年6月25日,巴耳末在巴塞尔自然科学协会的演讲中公布了这个公式,同年又将其发表在当地一个刊物上,刊载在《物理、化学纪要》杂志上。几年后,巴耳末又发表了有关光谱和光谱的各谱线频率之间的类似关系。
巴耳末原为一名默默无闻的数学教师,直到年届60岁才取得重要的成就,被视为“大器晚成”的代表。他的事迹也因此为人们所称道。巴耳末对于原子光谱的工作,特别是巴耳末公式的建立,对近代原子物理学的发展产生了重大影响。。
巴耳末公式是一个经验公式。它对原子光谱理论和量子物理的发展有很大的影响,为所有后来把光谱分成线系,找出红外和紫外区域的氢光谱线系(如莱曼系帕邢系、布拉开系等)作出了楷模,对N.玻尔建立氢原子理论也起了重要的作用。
为纪念巴耳末,人们把氢光谱中符合巴耳末公式的谱线系命名为巴耳末系月球表面的一个环形山也以他的名字命名
参考资料
最新修订时间:2023-07-28 09:43
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