يتكون طيف الانبعاث الذري للهيدروجين من سلسلة من الخطوط الطيفية ذات الأطوال الموجية المحددة. تم تسمية هذه السلسلة على اسم الفيزيائي الألماني يوهان جاكوب بالمر، الذي اكتشفها في عام 1885.
تتميز خطوط طيف الهيدروجين بأنها ساطعة ونظيفة، ويمكن رؤيتها بسهولة باستخدام منشور. يمكن تقسيم خطوط طيف الهيدروجين إلى عدة مجموعات، بناءً على طول موجتها:
- سلسلة بالمر: وهي المجموعة الأكثر شيوعًا، وتقع في نطاق الضوء المرئي.
- سلسلة ليمان: وهي مجموعة تقع في نطاق الأشعة فوق البنفسجية.
- سلسلة باش: وهي مجموعة تقع في نطاق الأشعة تحت الحمراء.
يمكن تفسير خطوط طيف الهيدروجين باستخدام نموذج بور للذرة. وفقًا لهذا النموذج، يحتوي الإلكترون في الذرة على مستويات طاقة محددة. عندما ينتقل الإلكترون من مستوى طاقة أعلى إلى مستوى طاقة أقل، فإنه يفقد طاقة في شكل فوتون. تحدد طول موجة الفوتون مستوى الطاقة الذي ينتقل الإلكترون من خلاله.
على سبيل المثال، ينتقل الإلكترون في سلسلة بالمر من المستوى n = 3 إلى المستوى n = 2. تحدد هذه الانتقالة طول موجة الفوتون 656.3 نانومتر، وهو لون أحمر.
يمكن استخدام خطوط طيف الهيدروجين لتحديد تركيب الذرة. على سبيل المثال، كان اكتشاف خطوط طيف الهيدروجين في ضوء الشمس دليلًا مهمًا على أن الشمس تتكون في الغالب من الهيدروجين.