Dərslik respublikanın universitetlərinin fizika fakültələrinin tələbələri üçün "Atom fizikası"

Ъядвял 55.1. 

 

λ

D

 (Å) 

λ

H

 (Å) 

∆

λ

щесабл.

∆

λ

тяър.

1215,664 

1025,718 

  973,533 

1215,334 

1025,439 

  972,269 

0,330 

0,279 

0,264 

0,330 

0,279 

0,266 

 

 

298 

Мялумдур  ки,  F  Фарадей  сабити  е  елементар  йцкцн  N

A

  Авогадро  ядядиня 

щасилиня бярабярдир (Ё19): F=eN

A

. Беляликля, (55.24) ифадясини нязяря алмагла 

(

)

(

)(

)

(

)

(

) (

)

A

H

D

H

D

H

D

H

H

D

H

D

A

H

D

H

A

mN

R

R

FR

M

m

M

R

R

N

M

M

FR

m

N

F

m

e

−

−

−

=

=

⋅

+

−

−

=

⋅

=

µ

µ

µ

µ

       (55.29) 

йаза билярик. 

(55.29) ифадясиндя 

mN

A

 щасилинин (електронун "атом кцтляси") 

mN

A

=6,022

⋅10

23

⋅9,108⋅10

-31

=5,48

⋅10

-7 

кг/мол          (55.30) 

гиймятинин 

µ

H

 вя 

µ

D

 атом кцтляляриня нисбятян чох кичик олдуьуну нязяря алсаг, 

кифайят гядяр бюйцк дягигликля 

D

H

H

D

H

D

H

R

R

R

F

m

e

µ

µ

µ

µ

⋅

−

⋅

−

⋅

=

 

 

      (55.31) 

ифадясини йаза билярик. Щидроэен (

H) вя дейтериум (D) спектрляриня ясасян R

H

 

вя 

R

D

 сабитляринин тяйин олунмуш дягиг гиймятлярини (55.31)-дя йазараг 

kq

Kl

m

e

 

10

7589

,

1

11

⋅

=

 

тапмышлар.  Эюрцндцйц  кими,  електронларын  електрик  вя  магнит  сащяляриндя 

мейлиня ясасян (Ё24) e/m цчцн тапылмыш ян дягиг гиймят  спектроскопик цсулла 

тапылмыш гиймятя чох йахындыр. Щидроэенин изотоплары цчцн R

H

 вя R

D

 Ридберг 

сабитлярини биляряк щям дя електронун m кцтлясини щесабламаг олар. Доьрудан 

да (55.21) дцстуруна ясасян 

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

+

=

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

+

D

D

H

H

M

m

R

M

m

R

1

1

   

          (55.32) 

йаза  билярик.  Бурада  M

H

  вя  M

D

 – щидроэен  вя  дейтериум  атомларынын 

нцвяляринин (протон вя дейтонун) кцтлясидир. 

(55.32) дцстурундан 

(

)

D

H

H

D

H

D

D

H

R

M

R

M

R

R

M

M

m

−

−

=

   

 

     (55.33) 

алыныр. M

H

 вя M

D

 кямиййятляри кцтля спектрографлары васитясиля тяйин олунур. 

Електронун кцтлясини аналожи  йолла щидроэен атому вя Hе

+

 иону цчцн Ридберг 

сабитляринин  гиймятиня  ясасян  дя  тапмаг  олар.  Електронун  кцтлясинин  Ридберг 

сабитляри  васитясиля  йухарыда  эюстярилян  цсулла  тяйини  илк  дяфя 

В. И. Чернйайев тяряфиндян щяйата кечирилмиш вя алынан нятиъяляр гянаятбяхш 

олмушдур. 

Атомдахили  просесляри  характеризя  етмяк  цчцн  бязян  атом  ващидляри 

системиндян  истифадя  едилир.  Атом  ващидляри  системиндя  кцтля  ващиди,  йцк 

ващиди  вя  импулс  моменти  ващиди  кими,  уйьун  олараг,  електронун  кцтляси  m, 

електронун  йцкц  е  вя  Планк  сабити  ħ=щ/2

π

  эютцрцлцр.  Бу,  о  демякдир  ки, 

 

299

дцстурларда  атом  ващидляриня  кечмяк  цчцн  формал  олараг  m=e=ħ=1  вя 

π

ε

4

1

0

=

 

йазмаг  лазымдыр.  Онда  щидроэен  атомунда  биринъи  даиряви  орбитин  (Бор 

орбитинин)  радиусу  атом  ващидляриндя (55.5) дцстуруна  ясасян  a

0

=ħ/me

2

=1  олар. 

Щидроэен  атомунда  вя  щидроэенябянзяр  ионда  ихтийари  орбитин  атом 

ващидляриндя радиусу (55.4) дцстуруна уйьун олараг 

Z

n

r

n

2

=

 

    

 

 

 

(55.34) 

кими, стасионар щалларын енержиси ися 

2

2

2

1

n

Z

E

n

−

=

 

 

                    (55.35) 

кими тяйин олунур. Беляликля, атом ващидляри системиндя узунлуг ващиди олараг 

0,529

⋅10

-8

 см,  енержи  ващиди  олараг  ися  щидроэен  атомунун  биринъи  (ян  дярин) 

стасионар  щалынын  енержисинин  мцтляг  гиймятинин  ики  мисли (27,2 

еВ) 

эютцрцлцр. Електронун атомда щярякятини характеризя едян диэяр кямиййятляри 

дя  атом  ващидляри  иля  ифадя  етмяк  олар. (55.1) вя (55.4) дцстурларына  ясасян 

щидроэенябянзяр  атомда  даиряви  орбитдя  електронун  сцряти  цчцн  СГСЕ 

системиндя  

Z

e

n

⋅

⋅

=

h

2

1

υ

,   

 

        (55.36) 

атом ващидляриндя ися 

n

Z

=

υ

   

 

 

  (55.37) 

ифадясини  алырыг.  Бурадан  эюрцнцр  ки,  щидроэен  атомунда  биринъи  даиряви 

орбитдя електронун сцряти (2,186

⋅10

8

 см/с) атом ващидляриндя 1-я бярабярдир. Бу 

сцрятин ишыьын вакуумдакы сцрятиня нисбяти 

137

1

2

0

≈

=

=

c

e

c

h

υ

α

 

 

             (55.38) 

олар. 

α

=е

2

/ħc=7,2969

⋅10

-3

≈1/137  кямиййяти  физикада  инъя  гурулуш  сабити 

адланыр.  Беляликля,  атом  ващидляри  системиндя  сцрят  ващиди  олараг  ишыьын 

вакуумдакы сцрятинин тягрибян 1/137 щиссяси эютцрцлцр. 

Нящайят,  щидроэенябянзяр  атомда  даиряви  орбит  цзря  фырланма  периодуну 

тапаг: 

4

2

3

3

2

2

e

mZ

n

r

T

h

π

υ

π

=

=

 

 

           (55.39) 

вя йа атом ващидляри системиндя 

2

3

2

Z

n

T

π

=

. 

 

                 (55.40) 

(55.40) ифадясиндян эюрцнцр ки, атом ващидляри системиндя заман ващиди олараг 

щидроэен  атомунда  биринъи  даиряви  орбитдя  електронун  фырланма  периодунун 

(Т

0

=1,522

⋅10

-16

 сан) 1/2

π

  щиссяси  эютцрцлцр.  Бу  заман  мцддяти  ися  Т

0

/2

π

=2,42

⋅10

-

 

300 

17

 сан-дир. 

 

 

Ё56. Пикеринг серийасы вя щидроэенябянзяр 

ионларын спектрляри 

 

1897-ъи  илдя  астроном  Пикеринг 

ξPuppis  улдузунун  спектриндя  Балмер 

серийасына  чох  охшайан  спектрал  серийа  кяшф  етди.  Атом  гурулушунун  квант 

нязяриййясинин парлаг гялябяляриндян бири мящз Пикеринг серийасынын тарихи 

иля  ялагядардыр.  Спектрлярин  мцшащидяси  нятиъясиндя  мцяййян  едилди  ки, 

Пикеринг  серийасынын  хятлярини  ики  група  бюлмяк  олар:  биринъи  група 

хятташыры  йерляшмиш  вя  Балмер  серийасынын  хятляри  иля  демяк  олар  ки,  цст-

цстя дцшян хятляр, икинъи група ися Балмер серийасында аналогу олмайан аралыг 

хятляр  дахилдир.  Ридберг  эюстярди  ки,  Пикеринг  серийасыны  да (38.7) Балмер 

дцстуру иля ифадя етмяк олар, лакин бу щалда n ядяди там вя йарым там гиймятляр 

алмалыдыр: 

;...

4

;

5

,

3

;

3

;

5

,

2

  

,

1

2

1

~

2

2

=

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−

=

n

n

R

ν

. 

         (56.1) 

Бу заман n-ин там гиймятляриня Балмер серийасынын хятляри иля демяк олар ки, 

цст-цстя  дцшян  хятляр,  йарымтам  гиймятляриня  ися  аралыг  хятляр  уйьун  эялир. 

Ридберг  беля  щесаб  едирди  ки,  Пикеринг  серийасы  да  щидроэеня  мяхсусдур.  О, 

щидроэен  цчцн  йарымтам  квант  ядядляри  иля  характеризя  олунан  диэяр  спектрал 

серийаларын да мювъуд олмасыны фярз едирди. Доьрудан да Фаулер тяряфиндян 

( )

;...

5

,

3

;

3

;

5

,

2

;

2

  

,

1

2

3

1

~

2

2

=

⎥

⎦

⎤

⎢

⎣

⎡

−

=

n

n

R

ν

.           (56.2) 

серийасы  мцшащидя  олунду  вя  бу  серийанын  да  щидроэеня  аид  олдуьу  эцман 

едилди. 

Йер  шяраитиндя  олан  щидроэен  цчцн  Пикеринг  вя  Фаулер  серийаларыны  алмаг 

цчцн  эюстярилян  ъящдляр  щеч  бир  мцсбят  нятиъя  вермирди.  Она  эюря  дя  беля 

щесаб олунурду ки, Пикеринг вя Фаулер серийалары улдузларда щяр щансы хцсуси 

щалда  йерляшян  щидроэеня  аиддир.  Нящайят,  Пикеринг  серийасыны 

лабораторийада мцшащидя етмяк мцмкцн олду. Мцяййян едилди ки, бу тяърцбянин 

мцвяффягиййятли 

олмасы 

цчцн 

щидроэеня 

щюкмян 

щелиум 

гарышдырылмалыдыр. Бир-бириня зидд олан бу фактлар йыьымыны 1913-ъц илдя 

Бор айдынлашдырды. Бор эюстярди ки, Пикеринг серийасы щеч дя щидроэеня аид 

олмайыб  Hе

+

 (HeII) ионуна  аиддир  (Бирелектронлу  атомлары,  йяни 

щидроэенябянзяр атомлары спектроскопийада бязян HI, HeII, LiIII, BeIV, BV, CVI, 

NVII, OVIII, FIX,… кими  ишаря  едирляр.  Бурада  Рум  рягями  ионлашма 

тяртибиндян 1 гядяр  бюйцкдцр,  мясялян, LiIII литимун  икигат  мцсбят  ионуну 

эюстярир: Li

2+

).  Доьрудан  да, (55.12) дцстуруна  ясасян 

ν

~ ,  Z

2

  иля  мцтянасиб 

олдуьундан вя щелиум цчцн Z=2 олдуьундан HeII ионунун спектрал серийалары 

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−

=

2

2

1

1

4

~

n

m

R

He

ν

 

 

               (56.3) 

 

301

дцстуру иля ифадя олунмалыдыр. m=4 йазсаг (56.3) ифадяси 

,...

7

,

6

,

5

  

,

1

4

1

4

~

2

2

=

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−

=

n

n

R

He

ν

                      (56.4) 

шяклиня дцшяр, Лакин (56.4) дцстуруну 

( )

⎥

⎦

⎤

⎢

⎣

⎡

−

=

2

2

2

1

2

1

~

n

R

He

ν

   

               (56.5) 

кими дя йазмаг олар ки, бурада да 

2

n

k

=  ишаря етмякля 

;...

4

;

5

,

3

;

3

;

5

,

2

  

,

1

2

1

~

2

2

=

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−

=

k

k

R

He

ν

 

         (56.6) 

ифадясини алырыг. Бу ися Пикеринг серийасы цчцн (56.1) дцстурудур. Ейни гайда 

иля, (56.3) дцстуруна  ясасян  Фаулер  серийасыны  ифадя  едян (56.2) дцстуруну  да 

алмаг олар. Доьрудан да, (56.3) дцстурунда m=3 йазсаг 

,...

6

,

5

,

4

  

,

1

3

1

4

~

2

2

=

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−

=

n

n

R

He

ν

  

             (56.7) 

вя йа 

( ) ( )

⎥

⎥

⎦

⎤

⎢

⎢

⎣

⎡

−

=

2

2

2

1

2

3

1

~

n

R

He

ν

 

вя йа 

2

n

k

=  ишаря етсяк 

( )

;...

5

,

3

;

3

;

5

,

2

;

2

  

,

1

2

3

1

~

2

2

=

⎥

⎦

⎤

⎢

⎣

⎡

−

=

k

k

R

He

ν

                 (56.8) 

алырыг ки, бу да Фаулер серийасы цчцн (56.2) дцстурудур. Демяли, HeII ионунун 

спектрал  серийалары  цчцн  цмумиляшмиш  дцстур (56.3) ифадясидир.  Хцсуси 

щалда, бу дцстурдан m=3, n=4,5,6,… олдугда Фаулер, m=4, n=5,6,7,… олдугда ися 

Пикеринг серийасынын хятляри цчцн дальа ядядляри алыныр. 

Щидроэен  вя  щелиум  атомларынын  нцвяляринин  кцтляси  М

H

  вя  М

Hе

  бир-

бириндян  фяргли  олдуьу  цчцн (55.21) дцстуруна  ясасян  R

He

  вя  R

H

  Ридберг 

сабитляри дя бир-бириндян фярглянмялидир /(55.15) вя (55.24)-я бах/. Мящз буна 

эюря  дя (56.6) дцстурунда  k-нын  там  гиймятляри  цчцн  Пикеринг  серийасынын 

хятляри щидроэенин Балмер серийасынын хятляриня нязярян бир гядяр сцрцшмцш 

олмалыдыр. 

Мцшащидя  олунан  спектрал  хятлярин  дальа  узунлуглары  цчцн  Фаулерин 

тапдыьы  дягиг  тяърцби  гиймятляря  ясасян  Бор 

H

He

R

R

4

  нисбяти  цчцн 4,0016 

гиймятини  алмышды.  Бу  ися (55.21) дцстуруна  ясасян  алынмыш  нязяри  гиймятя 

там уйьун эялир: 

 

302 

00163

,

4

1

4

1

1

4

4

=

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

−

+

≈

+

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

+

=

He

H

He

H

H

He

M

m

M

m

M

m

M

m

R

R

          (56.9) 

 

303

Pikerinq və Fauler seriyalarının He

 

II ionuna məxsus olması sonralar təcrübədə təsdiq 

olundu. Belə ki, təmiz helium qazında boşalma zamanı  həmin seriyalar alınır. Paşen 

göstərdi ki, Pikerinq seriyası heç bir hidrogen qarışığı olmayan təmiz heliumda alınır, 

lakin təmiz hidrogendə bu seriya alınmır. Bundan başqa Paşen təcrübədə müəyyən etdi ki, 

k-nın tam qiymətləri üçün Pikerinq seriyasının xətləri Balmer seriyasının xətlərinə 

nisbətən bənövşəyi oblasta doğru sürüşmüş olur. Bu isə (56.6) düsturuna tam uyğun gəlir. 

Xətlərin bu sürüşməsini 56.1 cədvəlindən dərhal görmək olar. Bu cədvəldə He

 

II ionunun 

spektrində Pikerinq seriyasının xətlərinin Paşen tərəfindən dəqiq ölçülmüş dalğa 

uzunluğu və hidrogen atomunun H

 

I spektrində Balmer seriyasının xətlərinin dalğa 

uzunluğu göstərilmişdir. 

He

 

II ionundan sonra Li

 

III (Z=3) və Be

 

IV (Z=4) hidrogenəbənzər ionları  gəlir ki, 

onlar üçün spektral seriyaların düsturu, uyğun olaraq, 

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−

=

2

2

1

1

9

~

n

m

R

Li

ν

,     

              (56.10) 

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−

=

2

2

1

1

16

~

n

m

R

Be

ν

 

 

   

 

(56.11) 

kimi olmalıdır. Bu ionlar üçün Layman seriyasının (m=1) ilk xətlərini spektrin uzaq 

ultrabənövşəyi hissəsində tapmaq mümkün olmuşdur. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

        Cədvəl 56.1. 

k 

He

+

 (Å) H 

(Å) 

3 

   3,5 

4 

   4,5 

5 

   5,5 

6 

6560,1 

5411,6 

4859,3 

4561,6 

4338,7 

4199,9 

4100,0 

     6562,8 (H

α

) 

– 

     4861,3 (H

β

) 

– 

     4340,5 (H

γ

) 

– 

     4110,7 (H

δ

) 

 

Beləliklə, aydın olur ki, hidrogenəbənzər atomların spektral seriyaları üçün ümumi düstur 

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−

=

2

2

2

1

1

~

n

m

R

Z

Z

ν

     

               (56.12) 

kimi olmalıdır. Burada R

Z

 – (55.21) düsturu ilə  təyin olunur. 56.1 şəklində Ridberq 

sabitinin nüvənin M kütləsindən asılı olaraq dəyişməsi qrafiki göstərilmişdir. 

(56.12) düsturundan görünür ki, hidrogenəbənzər atomların spektrlərində  xətlər 

hidrogen atomunun spektrindəki xətlərə nisbətən qısadalğalı (ultrabənövşəyi) oblasta 

doğru sürüşməlidir. (56.2) cədvəlində hidrogenəbənzər atomların 

 

300 

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−

=

2

2

2

1

1

1

~

n

R

Z

Z

ν

 

        (56.13) 

baş seriyasının xətlərinin təcrübədə 

müşahidə olunan və  R

Z

 sabitinin 

qiyməti müxtəlifdir. Məsələn, LiIII və 

BeIV üçün Ridberq sabitinin (55.21) 

düsturu ilə  təyin olunmuş qiyməti ilə 

hesablanan dalğa uzunluqları 

verilmişdir. Yuxarıda qeyd olunduğu 

kimi, müxtəlif hidrogenəbənzər 

atomlar üçün R

Li

=109728,6 sm

-1

, 

R

Be

=109730,5 sm

-1

 olur. Göründüyü 

kimi,  R

Z

 qiymətləri arasında fərq o 

qədər də böyük deyil və ona görə  də 

R

Z

≈R

∞

 hesab etmək olar. Onda 56.2 

cədvəlində göstərilmiş 

xətlərin 

tezlikləri aşağıdakı düsturla təyin oluna bilər: