P6.2.1 Serie widmowe wodoru Balmera – Leybold

Seria Balmera atomu wodoru jest dana przez przejście elektronowe na drugi poziom energii

(główna liczba kwantowa n = 2)

z wyższych stanów (m: 3, 4, 5,…). Długość fali emitowanych fotonów jest dana przez

Tutaj, zakładamy że masa jądra jest dużo większa niż masa elektronu. Dla dokładniejszych obliczeń, stała Rydberga musi zostać skorygowana stosując zredukowaną masę. Zatem, stała Rydberga RH dla wodoru i RD dla izotopu deuteru, którego jądro składa się z protonu i neutronu, różni się.

Linie spektralne serii Balmera deuteru są przesunięte w kierunku mniejszych długości fal  w porównaniu z liniami spektralnymi wodoru. Efekt ten jest nazywany przesunięciem izotopowym.

W doświadczeniu P6.2.1.3 badana jest seria Balmera za pomocą spektrometru o wysokiej rozdzielczości. Używana jest holograficzna siatka dyfrakcyjna o stałej siatki dyfrakcyjnej g. Rozdzielenie długości fal jest obliczane z kąta b z maksimum 1. Rzędu i kąta podziału Db:

                        Δl = g · cos β ·Δ β