Interprétation des raies du spectre de l’hydrogène

Il existe trois groupes de raies d'émission de l'hydrogèner : série de Lyman dans l'ultraviolet, série de Balmer dans le visible et série de Paschen dans l'infrarouge. À droite sont représentées les raies de la série de Balmer et leurs longueurs d'onde en nanomètres, du rouge à l'ultraviolet proche. Johan Balmer établit en 1883 que les longueurs d'onde de ces raies étaient mathématiquement reliées entre elles comme les termes d'une série (formule de Balmer). Cette loi empirique n'a été comprise qu'avec la mécanique quantique. Les différentes raies correspondent à des transitions des électrons d'un état quantique n supérieur à 2, vers l'état quantique de niveau n = 2. Le saut de n = 3 vers n = 2 correspond à l'émission de la bande à 656 nm, etc. La série de Lyman correspond à des sauts d'un état supérieur à 3 vers n = 1 (état fondamental) ; la série de Paschen correspond à des sauts d'un état supérieur à 3 vers n = 3. Seules les bandes de forte intensité sont indiquées sur le schéma. 

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