스펙트럼계열

요약 휘선스펙트럼 또는 흡수스펙트럼에서 파장이 일정한 관계식으로 표시되는 일군의 스펙트럼선이다. 잘 알려진 예로는 수소원자의 스펙트럼계열이 있는데, 여기에서 가시광선 영역에 해당하는 것은 발머계열로 주양자수가 2일 때이다.

원자가 빛을 방출하거나 흡수할 때 원자의 정상상태는 몇 개의 양자수로 정해져 있기 때문에 빛의 주파수도 일정한 관계식으로 표시된다. 예컨대, 수소원자에서는 주양자수(主量子數) n의 제곱에 반비례해서 에너지준위가 정해져 있기 때문에 n=1의 상태로 전이할 때 발하는 빛의 주파수는

   

로 주어진다(R는 리드베리상수). 이들 빛은 모두 자외선영역에 있으며, 라이먼계열이라 한다. 또 n=2의 상태로 전이할 경우에는

     

라는 가시광선영역의 발머계열이 보인다. 그 밖에 n=3,4,5의 상태로 전이할 경우를 각각 파셴계열, 브래킷계열, 푼트계열이라고 한다. 알칼리금속 등에서도 계열이 관측되는데, 원자가 복잡해짐에 따라 계열공식도 복잡해지며, 주양자수 외에 방위양자수(方位量子數)나 스핀양자수도 관계하게 된다.