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科学家史话7---巴耳末

 

                                        科学家史话7---巴耳末

一、生平简介    

     巴耳末(JJ Balmer18251898)瑞士科学家。182551日诞生于瑞士巴斯勒的一户农民家庭。中学时代在巴斯勒度过,后曾在卡尔斯鲁厄和柏林两地攻读数学。1846年他回到瑞士,在母校巴斯勒中学任工程制图教师。1849年在巴斯勒以关于摆线的论文获博士学位。1859年~1897年一直在巴斯勒女子中学任教,这期间曾兼任巴斯勒大学讲师,1887年出版专著《投影几何学教程》。1898312日,巴耳末在瑞士巴斯勒去世,终年73岁。

 二、科学成就

     主要贡献是建立了氢原子光谱波长的经验公式

    巴耳末长期研究原子光谱线,1884625日,在巴斯勒自然科学协会的演讲中,他公布了一个关于氢光谱波长规律的经验公式。同年发表在当地的一个刊物上,1885年又刊载在《物理杂志》。发表的公式形式如下

其中H表示氢原子光谱线的波长,h=3645.6×10-7mmn=2m=345,…等整数,这就是有名的巴耳末公式。由此计算得到的可见光谱域的波长,和实验值的误差小于4万分之一。后来别人推广了巴耳公式,把2换成其他正整数,公式就表示氢原子光谱的其他线系的波长值。这些线系的存在后来为实验所证实,它们存在于氢原子光谱的紫外域和红域。如赖曼系(n=1),帕邢系(n=3),布喇开系(n=4),芬德系(n=5),汉弗莱系(n=6),而n=2时称为巴耳末系。

巴耳末一生就发表了两篇论文,另一篇是1897年发表的《光谱波的一个新公式》。巴耳末公式对于后来玻尔建立氢原子理论起了重要的作用。

    巴耳末对光谱学数据的研究,为对分子、原子的研究开创了一个广阔的途径,成了近代物理学长期研究的一个课题,这方面的研究随着量子理论的形成达到了顶峰状态。

 三、趣闻轶事

    巴耳末是一位没有专门学习物理的物理学家。

    巴耳末从小在乡下上学,成绩也不突出,对物理学也没有什么特殊的爱好。在他以后的生涯中也没有受过专门的物理学训练,他在物理学中所做出的成就是由于偶然听到一个讲座引发的。

    那是到了巴耳末已年近花甲的时候,有一天,他有幸听到了物理学教授哈金巴赫的一个讲座,引发了他对原子光谱学的浓厚兴趣,并且得到了哈金巴赫的鼓励,巴耳末开始了在原子物理学方面的学习和研究,这期间巴耳末凭借着自己在数学上的洞察力,以及对空间图形之间关系的杰出想象能力,对氢原子光谱作了很仔细的研究。

    经过刻苦的努力,他第一个发现了原子光谱线的频率之间的数学关系。1884年巴耳末向巴斯勒自然科学学会宣布了这一发现。巴耳末认为原子光谱中的谱线按一定的规律分成若干组,每组谱线是一个线系,在同一线系中,各谱线的频率可以用一个简单的公式来表示。后人为了纪念巴耳末,把符合巴耳末提出的公式的谱线系命名为巴耳末线系。几年之后,巴耳末又发表了有关氦光谱和锂光谱的各谱线的频率之间的类似关系。

    巴耳末大器晚成,成了一名在原子物理学方面有突出贡献的物理学家,他的那种活到老,学到老的精神,永远值得人们学习。

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