Voir la source de Série spectrale (spectroscopie)

{{Voir homonymes|Série spectrale}}
L'émission spectrale de l'atome d'[[hydrogène]] est divisée en '''séries spectrales''', c'est-à-dire plusieurs séries de lumières monochromatiques dont les [[longueur d'onde|longueurs d'onde]] sont en relation simple les unes des autres. Ces longueurs d'onde sont précisément prédites par la [[formule de Rydberg]], qui ne dépend que d'une seule constante, la [[constante de Rydberg]].

Les [[Raie_spectrale|lignes spectrales]] qui sont observables sont causées par des [[électron]]s qui changent de [[niveau d'énergie]] au sein de l'[[atome]].  Ceci fut d'abord théorisé, en 1913, par [[Niels Bohr]], avec le [[Modèle_de_Bohr|modèle]] qui porte son nom, mais seulement pour l'[[hydrogène]] et les [[hydrogénoïde]]s. Ultérieurement, ca.1925, ce sera la [[mécanique quantique]] qui offrira une explication générale, et en permettra l'étude prédictive.

== Définition ==
L'étude du [[spectre d'émission]] d'un [[atome]] fait ressortir des [[Raie spectrale|raies]] dont les [[Nombre d'onde|nombres d'ondes]] sont exprimés par une relation :
{{retrait|{{formule|''σ'' {{=}} ''R'' ({{sfrac|1|''n''{{exp|2}}}} - {{sfrac|1|''m''{{exp|2}}}})}},}}
dans laquelle :
* {{formule|''σ''}} est le nombre d'ondes,
* {{formule|''R''}} est la [[constante de Rydberg]] associée à l'atome,
* {{formule|''m''}} et {{formule|''n''}} sont des [[Entier naturel|nombres entiers naturels]] correspondant aux nombres quantiques principaux des niveaux de départ et d'arrivée de la transition.

Un ensemble de raies pour lesquelles {{formule|''n''}} est constant constitue une « série ».

De façon alternative, on peut écrire :

:<math>
 {1 \over \lambda} = R \left( {1 \over n^2} - {1 \over n\prime^2} \right) \qquad \left( R = 1,097373 \times 10^7 \ \mathrm{m}^{-1} \right)
</math>
où <math>\lambda</math> est la longueur d'onde.

== Exemples de séries spectrales ==

=== Séries spectrales de l'hydrogène ===
{{Article détaillé|Spectre de l'atome d'hydrogène}}
Les cinq principales séries spectrales de l'hydrogène sont : la [[série de Lyman]] pour {{formule|''n'' {{=}} 1}} ; [[Série de Balmer|celle de Balmer]] pour {{formule|''n'' {{=}} 2}} ; [[Série de Paschen|celle de Paschen]] pour {{formule|''n'' {{=}} 3}} ; [[Série de Brackett|celle de Brackett]] pour {{formule|''n'' {{=}} 4}} ; et [[Série de Pfund|celle de Pfund]] pour {{formule|''n'' {{=}} 5}}{{sfn|Moyen}}.

=== Séries spectrales de l'hélium ionisé ===
L'hélium ionisé, He{{exp|+}}, correspond à un noyau d'hélium entouré d'un unique électron. Il s'agit donc d'un [[hydrogénoïde]].

Les principes séries spectrales de l'[[hélium]] ionisé sont : la [[série de Rydberg]] pour {{formule|''n'' {{=}} 3}} ; et [[Série de Pickering|celle de Pickering]] pour {{formule|''n'' {{=}} 4}}{{sfn|Moyen}}.

== Notes et références ==
{{Références}}

== Bibliographie ==
* {{lien web |langue=fr |prénom=Pierre |nom=Moyen |titre=Série (spectroscopie) |url=http://www.universalis.fr/encyclopedie/series-spectroscopie/ |site=[[Encyclopædia Universalis]] en ligne |consulté le=7 septembre 2016}}.
* {{lien web |langue=en |auteurs=Éd. |titre=spectral line series |traduction titre=série de raies spectrales |url=https://global.britannica.com/science/spectral-line-series |site=[[Encyclopædia Britannica]] (en ligne) |consulté le=7 septembre 2017}}
* {{EDAA|id=spectral+series|nom en=spectral series|nom fr=série spectrale}}

{{Palette|Spectre de l'atome d'hydrogène}}
{{Portail|astronomie|chimie|optique|physique}}

[[Catégorie:Spectroscopie]]
[[Catégorie:Physique de l'hydrogène]]