Paschen-Serie

Als Paschen-Serie, benannt nach dem deutschen Physiker Friedrich Paschen, wird die Folge von Spektrallinien im Spektrum des Wasserstoffatoms bezeichnet, deren unteres Energieniveau in der M-Schale liegt (Hauptquantenzahl ${\displaystyle n_{1}=3}$).

Termschema des Wasserstoffatoms

Weitere Serien sind die Lyman-, Balmer- (vgl. auch Ausführungen dort), Brackett- und Pfund- und die Humphreys-Serie.

Spektrum

Die Spektrallinien der Paschen-Serie liegen allesamt im infraroten Bereich des Lichts. Sie wurden im Jahr 1908 von dem deutschen Physiker Friedrich Paschen entdeckt.

n	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	${\displaystyle \infty }$
Wellenlänge (nm)	1874,5	1281,4	1093,5	1004,6	954,3	922,6	901,2	886,0	874,8	866,2	820,1

Mathematische Beschreibung

Die Wellenzahlen der Spektrallinien sind durch die Formel

${\displaystyle {\tilde {\nu }}=R_{\infty }\left({1 \over 3^{2}}-{1 \over n^{2}}\right)}$

gegeben. Darin sind

${\displaystyle R_{\infty }=1{,}097\,373\cdot 10^{7}\,{\mathrm {m^{-1}} }}$

die Rydberg-Konstante und n ganze Zahlen größer 3.

Die Wellenzahl lässt sich durch die Beziehung

${\displaystyle \lambda ={\frac {1}{\tilde {\nu }}}}$

in die Wellenlänge, bzw. durch

${\displaystyle E={\tilde {\nu }}\cdot c\cdot h}$

in die Energie des zugehörigen Photons umrechnen. In letzterer Formel sind c die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum und h die Planck-Konstante.

Siehe auch

• Moseleysches Gesetz

Literatur

• F. Paschen: Zur Kenntnis ultraroter Linienspektren. In Annalen der Physik 27, 1908, S. 537–570.