Le spectre de raies de l’atome d'hydrogène

La définition de la structure électronique des atomes a débuté par l’étude de celle de l’atome d’hydrogène puisqu’il
s’agit de l’atome le plus simple. Les hypothèses ont été proposées à partir d’analyses spectrales.

Ces spectres atomiques (spectres de raies) sont obtenus en excitant convenablement un gaz ou une vapeur de l’élément
à étudier. Quand l’atome retourne à l’état fondamental (10^-8 seconde), on observe un spectre discontinu de raies de
longueurs d’onde définies.

                          On a pu montrer que les valeurs s’ajustaient sur une loi numérique (formule de Ritz) :

RH est la constante de Rydberg, n1 et n2 des entiers avec n2 > n1 On observe des séries de raies dans l'UV (série de Lyman), le visible (série de Balmer), l'IR (série de Paschen), ...

Pour calculer les longueurs d'onde, le tableau ci-dessous permet d'attribuer n₁ et n₂ :
 - n₁ est le niveau bas (de retour s'il y a émission)
 - n₂ est le niveau haut (de départ s'il y a émission)

On propose une écriture non normalisée mais très simple :    λ_x→y simplifié en λ_xy
Par exemple, λ₂₁ désigne la longueur d'onde émise par le passage de l'électron d'un atome d'hydrogène du niveau 2
au niveau 1. C'est la première (puisque le niveau immédiatement supérieur à 1 est le niveau 2) raie de Lyman (puisque l'électron va
au niveau 1).

	Série	Lyman	Balmer	Paschen	Brackett	Pfund
	n1	1	2	3	4	5

λ₅₂ désigne la longueur d'onde émise par le passage de l'électron d'un atome d'hydrogène du niveau 5 au niveau 2.
C'est la troisième raie (départ 3 niveaux au dessus de 2) de Balmer (arrivée au niveau 2). Il s'agit d'un phénomène d'émission.
λ₂₅ désigne la longueur d'onde (identique à la précédente) à laquelle il faut soumettre un atome d'hydrogène pour qu'un
électron se trouvant sur le  niveau 2 passe au niveau 5. Il s'agit d'un phénomène d'absorption et la longueur d'onde
est identique.

Un moyen mnémotechnique pour s'y retrouver dans ces longueurs d'onde !