Livelli energetici dell'atomo di idrogeno

    In seguito ad opportuna eccitazione di una numerosa popolazione di atomi, i livelli energetici risulteranno statisticamente tutti popolati. Il ritorno graduale al livello fondamentale, anche mediante ritorni a livelli intermedi eccitati, produce lo spettro a righe caratteristico dell'atomo di idrogeno. Con uno spettroscopio ottico sarà possibile vedere solo le righe derivanti dal ritorno al primo livello energetico eccitato (n=2) perché ricadono nel visibile (serie di Balmer).

Serie Spettroscopiche dell' idrogeno

Spettro a righe nella zona visibile per l'idrogeno (serie di Balmer):

NUMERI QUANTICI. Le osservazioni sperimentali erano quanto mai soddisfacenti. La posizione delle righe osservate con la strumentazione allora esistente era perfettamente in accordo con il modello atomico proposto da Bohr.
Ben presto, con l'affinarsi degli strumenti, con esperienze condotte su atomi polielettronici e in presenza di campi magnetici, vennero messi in evidenza i cosiddetti multipletti nelle righe spettroscopiche ritenute singole.
    Si rese necessario, pertanto, l'introduzione di ulteriori numeri quantici (Bohr-Sommerfield) per spiegare l'origine dei multipletti e adattare il modello atomico alle nuove realtà sperimentali. I numeri quantici introdotti (l ed m) riconducevano ad orbite ellittiche con diversa eccentricità a seconda del valore di (l) e con diversa orientazione nello spazio a seconda del valore di (m).
    (l) poteva assumere valori interi da 0 a n-1 mentre (m), detto numero quantico magnetico, poteva assumere valori compresi da -(l) a +(l) zero compreso. Nel disegno sulla sinistra sono evidenziati i sottolivellil energetici relativi al secondo numero quantico (l) per i primi tre livelli principali.