Lyman-Serie

Lyman-Serie bezeichnet eine Gruppe von Spektrallinien des Wasserstoffatoms, die im ultravioletten Wellenlängenbereich liegen und beim Übergang von Elektronen auf den energetischen Grundzustand entstehen.

Wenn ein Elektron im Wasserstoffatom von einem angeregten Energieniveau auf das unterste Niveau (Hauptquantenzahl n = 1) zurückfällt, wird ein Lichtquant emittiert, dessen Energie der Energiedifferenz der Niveaus entspricht. Die verschiedenen möglichen Übergänge ergeben charakteristische Wellenlängen. Die energieärmste Linie der Serie, Lyman-alpha (Lα), entsteht beim Übergang von n = 2 auf n = 1 und hat eine Wellenlänge von rund 121,6 Nanometern. Mit steigender Quantenzahl des Ausgangsniveaus werden die Linien kürzer (energiereicher), bis die Serie beim Lyman-Grenzwert (rund 91,2 nm) endet.

Die Serie ist nach dem amerikanischen Physiker Theodore Lyman benannt, der sie Anfang des 20. Jahrhunderts experimentell untersuchte.

In der Astronomie spielt die Lyman-Serie eine wichtige Rolle bei der Untersuchung des interstellaren Mediums und früher Galaxien. Weit entfernte Quasare und Galaxien zeigen durch ihre Rotverschiebung die Lyman-alpha-Linie im sichtbaren oder sogar infraroten Bereich, was sie beobachtbar macht. Der Lyman-alpha-Wald - ein komplexes Muster von Absorptionslinien im Spektrum ferner Quasare - gibt Aufschluss über die Verteilung von neutralem Wasserstoff im Universum.