RydbergKonstante

Die Rydbergkonstante, auch als R∞ bezeichnet, ist eine fundamentale Größe in der Spektroskopie, die die Wellenlängen der Lichtlinien beschreibt, die durch Übergänge in Wasserstoff- und wasserstoffähnlichen Ionen entstehen. In der Rydberg-Formel lautet die Beziehung 1/λ = R∞ (1/n1^2 − 1/n2^2), wobei n1 das untere und n2 das obere Hauptquantumzahl ist (n2 > n1). R∞ gibt die Grenze der spektralen Abstände an, wenn das Kernmassenzentrum als unendlich groß gesetzt wird.

Der aktuell empfohlene Wert im SI-System beträgt ungefähr 1,0973731568508×10^7 m^-1. In der Praxis wird für Wasserstoff und dessen Isotope eine Anpassung vorgenommen, da die Energieebenen durch die reduzierte Masse μ des Elektrons im Kern beeinflusst werden. Die allgemeine Beziehung kann mit μ statt m_e formuliert werden: R = μ e^4 /(8 ε0^2 h^3 c). Dadurch unterscheiden sich die Rydbergkonstante und der daraus resultierende Spektralwert je nach Kernmasse.

Die Rydbergkonstante ist zentral für Quantenmechanik, Quanten-Elektrodynamik und die praktische Bestimmung von Übergangsenergien und Photonenenergien. Sie dient außerdem als Prüfgröße für Theorien und Messungen der fundamentalen Konstanten. Historisch stammt der Begriff von Johannes Rydberg, der 1888 eine empirische Formel für Spektrallinien vorschlug; die Verbindung zu Energiezuständen wurde durch das Bohr-Modell und spätere Quantenmodelle erklärt. CODATA veröffentlicht regelmäßig aktualisierte, konsistente Werte.