Dãy Balmer là tên gọi của một tập hợp các vạch phổ Balmer là các vạch trong quang phổ hydro tạo ra bởi các chuyển tiếp giữa mức n = 2 và các mức cao hơn 2, hoặc là phát xạ, hoặc là hấp thụ, trong đó n là kí hiệu số lượng tử chính.
Johann Jakob Balmer sinh ra ở Thụy Sĩ, học đại học ở Thụy Sĩ và ở Đức. Ông lấy bằng cử nhân toán học ở trường đại học Basel vào năm 1849 và sinh sống ở đó trong phần còn lại của đời ông. Ông bắt đầu sự nghiệp giảng dạy tại một trường nữ sinh và không có bất kì đóng góp thật sự nào cho lĩnh vực toán học cho đến khi 60 tuổi. Năm 1885, ông nghĩ ra một công thức khá đơn giản mô tả bước sóng cho các vạch phổ hydro. Điều này mang lại một khái niệm khái quát hóa cho các vạch phổ Balmer và dãy Balmer. Công thức trên hạn chế với các vạch phổ của nguyên tử hydro nhưng sau này được mở rộng để bao gồm cả các vạch phổ cho mọi nguyên tố.
Công thức Balmer là
Trong đó λ là bước sóng, h là một hằng số có giá trị 3,6456.10-7 m hay 364,56 nm, n = 2 và m là một số nguyên lớn hơn 2.
Balmer nghĩ ra công thức trên bằng cách thu thập bằng chứng theo lối kinh nghiệm và vì thế không thể nào giải thích tại sao công thức của ông lại đúng. (Đây là do sự thiếu kiến thức của ông và các nhà khoa học khác về cấu trúc của nguyên tử vào thời điểm ấy trong lịch sử) Sau này, vào năm 1888, Johannes Rydberg đã khái quát hóa công thức Balmer để sử dụng nó cho mọi chuyển tiếp đối với nguyên tử hydro. Bốn chuyển tiếp chính của hydro dựa trên các số lượng tử chính của electron trong nguyên tử hydro. Bước sóng và kí tự Hi Lạp đi cùng với các màu sắc khác nhau của quang phổ đó là
λ = α, tại 656 nm, phát ra ánh sáng đỏ
λ = β, tại 486 nm, phát ra ánh sáng lam-lục
λ = γ, tại 434 nm, phát ra ánh sáng tím
λ = δ, tại 410 nm, phát ra ánh sáng tím đậm
Dãy Balmer quan trọng trong lĩnh vực thiên văn học vì nhiều ngôi sao trong vũ trụ tỏ ra dồi dào hydro. Ánh sáng sao có thể biểu hiện dưới dạng các vạch hấp thụ hoặc phát xạ trong quang phổ tùy thuộc vào tuổi của ngôi sao. Như vậy, dãy Balmer hỗ trợ xác định tuổi của các ngôi sao, vì các ngôi sao trẻ chủ yếu gồm hydro, và các ngôi sao già thì đã sử dụng gần hết hydro của chúng cho quá trình nhiệt hạch và đi đến một tỉ lệ cao hơn của các nguyên tố nặng hơn, do đó chúng không còn sáng rỡ nữa.
Theo Encyclopedia of Scientific Principles, Laws and Theories, Volume 1
