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  • 约翰·雅各布·巴耳末

    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

    编辑摘要

    基本信息 编辑信息模块

    中文名: 约翰·雅各布·巴耳末 英文名: Johann Jakob Balmer
    外文名: Johann Jakob Balmer 出生地: 瑞士洛桑
    国籍: 瑞士 星座: 金牛座
    去世日期: 1898年3月12日 职业: 科学 物理学家
    毕业院校: 卡尔斯鲁厄大学,柏林大学,巴塞尔大学 代表作品: 《投影几何学教程》
    籍贯: 瑞士

    目录

    概述/约翰·雅各布·巴耳末 编辑

    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。 主要贡献是建立了氢原子光谱波长的经验公式——巴耳末公式。

    人物简介/约翰·雅各布·巴耳末 编辑

    约翰·雅各布·巴耳末 约翰·雅各布·巴耳末

    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的卡尔斯鲁厄大学和柏林大学,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/约翰·雅各布·巴耳末 编辑

    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氦光谱和锂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

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