里德伯

里德伯（Johannes Robert Rydberg，1854年11月8日－1919年12月28日），瑞典物理学家、数学家，光谱学的奠基人之一。他在1888年发现了里德伯公式，用于描述氢原子电子能级变化时发射的光子波长。

人物经历

约翰内斯·罗伯特·里德伯格（瑞典语：[ˈrŷːdbærj]），1854年11月8日生于瑞典的哈姆斯塔德，是斯文·里德伯格和玛丽亚·安德森·里德伯格的独生子。他4岁时父亲去世，家庭因此依靠微薄的收入维持生活。1873年，他从哈尔姆斯塔德元素学校毕业，数学和物理成绩优异，随后进入隆德大学。1875年获得哲学学士。1879年，他凭借论文《三点和四点接触下的圆锥曲线构造》获得哲学博士学位。1880年成为隆德大学数学副教授，1882年成为物理副教授。1897年，尽管该学科的专家推荐，他申请教授职位时被拒绝，直到1909年才升任正式教授。1901年被任命为终身教授。1919年当选为英国皇家学会的外国会员。1913年，里德伯格病情加重，被迫减缓研究的步伐，1915年因病获得休假，由他的学生曼尼·西格巴恩接任。1919年12月28日于瑞典隆德逝世，终年65岁。里德伯格被埋葬在隆德的北部墓地，留下了妻子莉迪亚·卡尔松（1856-1925）、儿子海尔格·里德伯格（1887-1968）和女儿格尔达·里德伯格（1891-1983）。

研究历程

19世纪末，原子光谱和原子结构问题引起了不少科学家的关注，里德伯就是其中之一。他对光谱的研究起源于对元素周期表的兴趣，从1890年开始，从事元素的物理性质、化学性质和结构的研究，并发表了题为《化学元素发射光谱结构的研究》的论文。他设想一个元素的光谱线由三种不同类型系列叠加而成，一个是位于可见光区域，谱线比较尖锐的锐线系，另一个是位于近红外区，谱线比较扩散的漫线系，第三个是里德伯认为最重要的大部分由紫外线组成的线系。

同时里德伯亲自观测了一些元素的光谱线，并从他的同辈那里搜集了大量光谱方面的资料，尤其是锂、钠、钾和镁、锌、镉、汞、铝等元素的谱线波长，这些对他总结光谱公式提供了重要依据。面对纷乱复杂的光谱数据，他致力于寻求各种元素发出的各种光谱线的意义。而里德伯成功的关键是：采用了前人（如1871年斯坦尼等）已提出的用波长的倒数（波数）来表示谱线的方法。用这一尺度的好处在于可以把光谱线系表示成等距的、更接近于从光谱仪直接看到的情景，因此他对光谱规律作出总结：“谱系的各项是相继整数的函数，各谱系可近似于用下式表示，，其中N是波数，m是正整数，n0=109721.6对所有谱系均为一共同常数，n0与u是某谱系特有的常数。由公式可以看到，n0表示当m变为无穷大时波数n趋向的极值。”这就是里德伯的光谱学公式。

成就

里德伯的工作在约翰·巴耳末之后，但他当时并不知道巴耳末公式，到1890年当获知巴耳末公式以后，用波数表示巴耳末公式，才发现得出的结果正好是自己所得公式的一个特例，这就更增加了他对自己工作的信心。显然这也说明里德伯公式具有更深刻的物理意义，是更普遍的光谱学公式。

里德伯公式和巴耳末公式一样纯属经验公式，他未能探究这一公式的原因，但是这个公式在奥格·玻尔建立原子结构理论中，却起到了重要的作用，随即该公式也得到了合理的解释。

里德伯能量单位：Ry 全称 Rydberg。

里德伯能量数值：1Ry = 13.6056923(12) eV = 2.17963190646e-18 J(焦耳)。

里德伯能量与其他物理量关联：1Ry = 1/2 Hatree。

里德伯计算氢气能级公式：

波数 1/λvac = R (1/m^2 - 1/n^2 )（JJ.Balmer提出的巴尔末公式转换为波数形式）。

其中，λvac是溢出真空中的电磁波波长。

R是里德伯常数 1.0967758e7/m。

m和 n是整数，其中m＜n。

参考资料

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