¿Qué es la constante de Rydberg?

Answer 1

Curiosamente, me encuentro intentando una respuesta sin hacer referencia a nada que dependa de la Mecánica Cuántica moderna (QM). Oh bueno, vamos a darle una oportunidad. La respuesta a lo que se puede hacer en su mayoría (con un pequeño grado de insatisfacción residual) No es tan fácil responder cómo llegó a tener el valor que tiene.

Para mí, la constante de Rydberg sigue siendo una de las constantes físicas más interesantes, relacionando (usando el modelo de Bohr del átomo de hidrógeno) la longitud de onda de un fotón emitido desde un átomo de hidrógeno a la transición entre dos orbitales de electrones en función del principio cuántico Número (orbital) (OK quizás un poco de QM)

Esta es la respuesta trivial a tu pregunta. R (inf) describe algo fundamental acerca de cómo una partícula cargada en presencia de un potencial de voltaje puede escupir un fotón. R (inf) es la inversa de la longitud de onda de la escala característica (típica) del fotón emitido en tal circunstancia.

Pero una longitud característica en relación a qué exactamente? Relacionar una escala de longitud con una carga de unidad aún nos deja bastante confundidos (¡después de todo, tal vez sea solo un factor de conversión entre diferentes unidades físicas!)

La constante de Rydberg (R (inf)) todavía me interesa porque aparece como un factor de escala único (por metro) entre lo que se puede ver como matemáticas puras (la resta de dos enteros cuadrados inversos) y un experimento real de física medible. Seguramente podría haber algo muy especial en este tipo de relación entre el mundo sucio de la medición y el mundo refinado de las matemáticas puras, pero ¿qué?

En una inspección más cercana, la relación perfecta de arriba solo es perfecta como límite. No es tan perfecto después de todo cuando se aplica a átomos reales; hay correcciones necesarias para la masa del núcleo y la estructura fina (giro de electrones), y realmente se deshace debido a la presencia de otros electrones en el átomo. Dadas estas circunstancias, es poco probable que se pueda obtener una perspectiva adicional de la fórmula en sí, por lo que dirigiremos nuestra atención a cómo R (inf) se relaciona con las otras constantes físicas conocidas:

Una de las relaciones más interesantes de las conocidas es 2 * R (inf) * lambda (e) = (alpha) ^ 2.

Jajaja Sabemos que alfa (la constante de estructura fina) es un número adimensional (es decir, no tiene unidades físicas), por lo que el lado izquierdo se puede ver como una relación de una característica de longitud del electrón (lambda (e), la longitud de onda de Compton), a una longitud característica de los fotones que pueden escupirse de un electrón (es decir, la inversa de la constante de Rydberg). Ahora estamos comparando longitud con longitud, y para mí esta es la mejor interpretación que tenemos para lo que realmente significa Rinf.

Ahora que sabemos lo que es, la dificultad que tenemos ahora es, por supuesto, cómo llegó a tener el valor que tiene. Para responder a esta pregunta, se necesitará una teoría completa de la Relatividad Cuántica (Mi término favorito para una teoría de todo, ya que es mi opinión, ciertos axiomas tanto de QM como de la Relatividad General seguirán siendo una parte necesaria de dicha teoría) Básicamente, se trata de cómo constante de estructura fina toma el valor que tiene; “todos los buenos físicos teóricos ponen este número en su pared y se preocupan por ello”. (Feynman)

En una nota histórica, fue mediante la ponderación de este tipo de relaciones en la fórmula de Rydberg anterior (a la que se llegó principalmente a través del empírico “chupa y mira”) lo que condujo al desarrollo de la Mecánica Cuántica; quizás una lección saludable para los físicos teóricos modernos y los políticos / empresas que reducen la financiación para el “cielo azul” o la ciencia pura.

Answer 2

Es una constante física relacionada con los espectros atómicos, en la rama de la espectroscopia. Representa el valor límite del número de onda más alto (la longitud de onda inversa) de cualquier fotón que puede emitirse desde el átomo de hidrógeno o, alternativamente, el número de onda del fotón de energía más baja capaz de ionizar el átomo de hidrógeno desde su estado fundamental.

La constante de Rydberg , símbolo R infinito para átomos pesados ​​o HR para hidrógeno.

[math] Rinfinity = 1.097 * 10 ^ 7 m ^ -1 [/ math] [math]. [/ math]

Answer 3

Supongo que la pregunta es, ¿de qué se trata la constante de Rydberg? El valor de la constante es 1.097 x 10 ^ 7 por m.

La idea es que los electrones saltan de un orbital a otro al absorber (o emitir) un fotón. Los fotones que se absorben (o emiten) tienen longitudes de onda específicas. Por lo tanto, un elemento como el hidrógeno solo puede absorber fotones de ciertas frecuencias exactas y no puede absorber fotones entre estas frecuencias.

La constante de Rydberg se utiliza para determinar qué longitudes de onda de la luz se pueden emitir o absorber. Un uso importante es determinar si una estrella o galaxia de estrellas se dirige hacia nosotros o se aleja de nosotros. Por ejemplo, sabemos qué longitudes de onda de la luz puede “bloquear” el hidrógeno (al observar la luz solar, vemos un descenso en ese punto en el espectro de la frecuencia de la luz). Si esa caída se desplaza a una frecuencia más lenta, sabemos que la estrella se está alejando de nosotros. Si cambiamos a una frecuencia más alta, sabemos que la estrella se está moviendo hacia nosotros (este es el cambio Doppler, como escuchamos cuando pasa un tren). Por lo tanto, la constante de Rydberg está asociada con nuestro conocimiento de que el universo se está expandiendo.

Answer 4

La constante de Rydberg, descrita matemáticamente, es [math] R \ equiv \ frac {m} {4 \ pi c \ hbar ^ 3} (\ frac {e ^ 2} {4 \ pi \ epsilon_0}) ^ 2 = 1.097 e 7 m ^ {- 1} [/ math]. Esencialmente, la constante se usa para calcular la longitud de onda de la energía emitida o absorbida de acuerdo con la fórmula: [math] \ frac {1} {\ lambda} = R (\ frac {1} {n_f ^ 2} – \ frac {1} {n_i ^ 2}) [/ math] cuando un electrón transita de un estado cuántico a otro.