Dãy Balmer – Johann Jakob Balmer (1825–1898)

Dãy Balmer là tên gọi của một tập hợp các vạch phổ Balmer là các vạch trong quang phổ hydro tạo ra bởi các chuyển tiếp giữa mức n = 2 và các mức cao hơn 2, hoặc là phát xạ, hoặc là hấp thụ, trong đó n là kí hiệu số lượng tử chính.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Dãy Balmer – Johann Jakob Balmer (1825–1898) Dãy Balmer – Johann Jakob Balmer (1825–1898), Thụy Sĩ Dãy Balmer là tên gọi của một tập hợp các vạch phổ Balmer là các vạch trongquang phổ hydro tạo ra bởi các chuyển tiếp giữa mức n = 2 và các mức cao hơn 2,hoặc là phát xạ, hoặc là hấp thụ, trong đó n là kí hiệu số lượng tử chính. Johann Jakob Balmer sinh ra ở Thụy Sĩ, học đại học ở Thụy Sĩ và ở Đức. Ônglấy bằng cử nhân toán học ở trường đại học Basel vào năm 1849 và sinh sống ở đótrong phần còn lại của đời ông. Ông bắt đầu sự nghiệp giảng dạy tại một trường nữsinh và không có bất kì đóng góp thật sự nào cho lĩnh vực toán học cho đến khi 60tuổi. Năm 1885, ông nghĩ ra một công thức khá đơn giản mô tả bước sóng cho cácvạch phổ hydro. Điều này mang lại một khái niệm khái quát hóa cho các vạch phổBalmer và dãy Balmer. Công thức trên hạn chế với các vạch phổ của nguyên tửhydro nhưng sau này được mở rộng để bao gồm cả các vạch phổ cho mọi nguyênt ố. Công thức Balmer là Trong đó λ là bước sóng, h là một hằng số có giá trị 3,6456.10-7 m hay 364,56nm, n = 2 và m là một số nguyên lớn hơn 2. Balmer nghĩ ra công thức trên bằng cách thu thập bằng chứng theo lối kinhnghiệm và vì thế không thể nào giải thích tại sao công thức của ông lại đúng. (Đâylà do sự thiếu kiến thức của ông và các nhà khoa học khác về cấu trúc của nguyêntử vào thời điểm ấy trong lịch sử) Sau này, vào năm 1888, Johannes Rydberg đãkhái quát hóa công thức Balmer để sử dụng nó cho mọi chuyển tiếp đối với nguyêntử hydro. Bốn chuyển tiếp chính của hydro dựa trên các số lượng tử chính củaelectron trong nguyên tử hydro. Bước sóng và kí tự Hi Lạp đi cùng với các màu sắckhác nhau của quang phổ đó là λ = α, tại 656 nm, phát ra ánh sáng đỏ λ = β, tại 486 nm, phát ra ánh sáng lam-lục λ = γ, tại 434 nm, phát ra ánh sáng tím λ = δ, tại 410 nm, phát ra ánh sáng tím đậm Dãy Balmer quan trọng trong lĩnh vực thiên văn học vì nhiều ngôi sao trongvũ trụ tỏ ra dồi dào hydro. Ánh sáng sao có thể biểu hiện dưới dạng các vạch hấpthụ hoặc phát xạ trong quang phổ tùy thuộc vào tuổi của ngôi sao. Như vậy, dãyBalmer hỗ trợ xác định tuổi của các ngôi sao, vì các ngôi sao trẻ chủ yếu gồm hydro,và các ngôi sao già thì đã sử dụng gần hết hydro của chúng cho quá trình nhiệthạch và đi đến một tỉ lệ cao hơn của các nguyên tố nặng hơn, do đó chúng khôngcòn sáng rỡ nữa. Thuyết tương đối rộng: Sóng hấp dẫn Theo thuyết tương đối rộng, ngay cả không-thời gian trống rỗng, không cóngôi sao và thiên hà nào, cũng có một cuộc sống của riêng nó. Các gợn sóng gọi làsóng hấp đẫn có thể truyền qua không gian theo kiểu giống hệt như các gợn sónglan đi trên mặt hồ nước. Một trong những phép kiểm tra còn lại của thuyết tương đối rộng là đo cácsóng hấp dẫn một cách trực tiếp. Để kết thúc câu chuyện này, các nhà vật lí thựcnghiệm đã xây dựng Đài thiên văn Sóng hấp dẫn Giao thoa kế laser (LIGO) ởHanford, Washington, và Livingston, Louisiana. Mỗi thí nghiệm gồm cácchùm laser phản xạ giữa các gương đặt cách nhau 4 km. Nếu một sóng hấp dẫn điqua, nó sẽ làm không-thời gian biến dạng một chút, dẫn tới một sự dịch chuyển ởcác chùm laser. Bằng cách theo dõi các biến thiên thời gian ở các chùm laser, ngườita có thể tìm kiếm các tác dụng của sóng hấp dẫn. Cho đến nay, không có ai từng phát hiện ra sóng hấp dẫn một cách trực tiếp,nhưng chúng ta thật sự có bằng chứng gián tiếp rằng chúng tồn tại. Khi các pulsarquay xung quanh những ngôi sao rất đặc, chúng ta hi vọng chúng phát ra mộtluồng đều đặn những con sóng hấp dẫn, mất dần năng lượng trong quá trình đónên quỹ đạo của chúng từ từ nhỏ đi. Phép đo sự phá vỡ quỹ đạo của các pulsar képđã xác nhận rằng chúng thật sự mất năng lượng và lời giải thích tốt nhất là nhữngpulsar này đang mất năng lượng ở dưới dạng sóng hấp dẫn. Sóng hấp dẫn lan truyền trong không gian (Ảnh: Henze/NASA) Pulsar không phải là nguồn được trông đợi duy nhất của sóng hấp dẫn. BigBang phải tạo ra sóng hấp dẫn vẫn lan truyền trong vũ trụ dưới dạng những gợnnhẹ nhàng trong không-thời gian. Những con sóng hấp dẫn nguyên thủy này quáyếu để có thể phát hiện ra trực tiếp, nhưng người ta có thể nhìn thấy dấu vết củachúng trên bức xạ tàn dư từ thời Big Bang – phông nền vi sóng vũ trụ. Các thínghiệm hiện nay đang được triển khai để tìm kiếm những dấu vết này. Sóng hấp dẫn cũng sẽ được phát ra khi hai lỗ đen va chạm nhau. Khi chúngxoáy trôn ốc về phía nhau, chúng sẽ phát ra một luồng sóng hấp dẫn với một dấuvết đặc biệt. Biết được va chạm đó đủ gần và đủ dữ dội, người ta có thể quan sátchúng với các thiết bị trên trái đất. Một dự án nhiều tham vọng hơn là Anten Vũ trụ Giao thoa kế Laser (LISA),gồm bộ ba vệ tinh sẽ theo dõi trái đất trong quỹ đạo của nó quay xung quanh Mặttrời. Chúng sẽ phát ra các chùm laser được điều chỉnh ...