里德伯（Johannes Robert Rydberg，1854年11月8日－1919年12月28日），瑞典物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家，光譜學(xué)的奠基人之一。他在1888年發(fā)現(xiàn)了里德伯公式，用于描述氫原子電子能級(jí)變化時(shí)發(fā)射的光子波長(zhǎng)。
人物經(jīng)歷
約翰內(nèi)斯·羅伯特·里德伯格（瑞典語(yǔ)：[?r??db?rj]），1854年11月8日生于瑞典的哈姆斯塔德，是斯文·里德伯格和瑪麗亞·安德森·里德伯格的獨(dú)生子。他4歲時(shí)父親去世，家庭因此依靠微薄的收入維持生活。1873年，他從哈爾姆斯塔德元素學(xué)校畢業(yè)，數(shù)學(xué)和物理成績(jī)優(yōu)異，隨后進(jìn)入隆德大學(xué)。1875年獲得哲學(xué)學(xué)士。1879年，他憑借論文《三點(diǎn)和四點(diǎn)接觸下的圓錐曲線構(gòu)造》獲得哲學(xué)博士學(xué)位。1880年成為隆德大學(xué)數(shù)學(xué)副教授，1882年成為物理副教授。1897年，盡管該學(xué)科的專家推薦，他申請(qǐng)教授職位時(shí)被拒絕，直到1909年才升任正式教授。1901年被任命為終身教授。1919年當(dāng)選為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)的外國(guó)會(huì)員。1913年，里德伯格病情加重，被迫減緩研究的步伐，1915年因病獲得休假，由他的學(xué)生曼尼·西格巴恩接任。1919年12月28日于瑞典隆德逝世，終年65歲。里德伯格被埋葬在隆德的北部墓地，留下了妻子莉迪亞·卡爾松（1856-1925）、兒子海爾格·里德伯格（1887-1968）和女兒格爾達(dá)·里德伯格（1891-1983）。
研究歷程
19世紀(jì)末，原子光譜和原子結(jié)構(gòu)問(wèn)題引起了不少科學(xué)家的關(guān)注，里德伯就是其中之一。他對(duì)光譜的研究起源于對(duì)元素周期表的興趣，從1890年開(kāi)始，從事元素的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的研究，并發(fā)表了題為《化學(xué)元素發(fā)射光譜結(jié)構(gòu)的研究》的論文。他設(shè)想一個(gè)元素的光譜線由三種不同類型系列疊加而成，一個(gè)是位于可見(jiàn)光區(qū)域，譜線比較尖銳的銳線系，另一個(gè)是位于近紅外區(qū)，譜線比較擴(kuò)散的漫線系，第三個(gè)是里德伯認(rèn)為最重要的大部分由紫外線組成的線系。
同時(shí)里德伯親自觀測(cè)了一些元素的光譜線，并從他的同輩那里搜集了大量光譜方面的資料，尤其是鋰、鈉、鉀和鎂、鋅、鎘、汞、鋁等元素的譜線波長(zhǎng)，這些對(duì)他總結(jié)光譜公式提供了重要依據(jù)。面對(duì)紛亂復(fù)雜的光譜數(shù)據(jù)，他致力于尋求各種元素發(fā)出的各種光譜線的意義。而里德伯成功的關(guān)鍵是：采用了前人（如1871年斯坦尼等）已提出的用波長(zhǎng)的倒數(shù)（波數(shù)）來(lái)表示譜線的方法。用這一尺度的好處在于可以把光譜線系表示成等距的、更接近于從光譜儀直接看到的情景，因此他對(duì)光譜規(guī)律作出總結(jié)：“譜系的各項(xiàng)是相繼整數(shù)的函數(shù)，各譜系可近似于用下式表示，，其中N是波數(shù)，m是正整數(shù)，n0=109721.6對(duì)所有譜系均為一共同常數(shù)，n0與u是某譜系特有的常數(shù)。由公式可以看到，n0表示當(dāng)m變?yōu)闊o(wú)窮大時(shí)波數(shù)n趨向的極值。”這就是里德伯的光譜學(xué)公式。
成就
里德伯的工作在約翰·巴耳末之后，但他當(dāng)時(shí)并不知道巴耳末公式，到1890年當(dāng)獲知巴耳末公式以后，用波數(shù)表示巴耳末公式，才發(fā)現(xiàn)得出的結(jié)果正好是自己所得公式的一個(gè)特例，這就更增加了他對(duì)自己工作的信心。顯然這也說(shuō)明里德伯公式具有更深刻的物理意義，是更普遍的光譜學(xué)公式。
里德伯公式和巴耳末公式一樣純屬經(jīng)驗(yàn)公式，他未能探究這一公式的原因，但是這個(gè)公式在奧格·玻爾建立原子結(jié)構(gòu)理論中，卻起到了重要的作用，隨即該公式也得到了合理的解釋。
里德伯能量單位：Ry 全稱 Rydberg。
里德伯能量數(shù)值：1Ry = 13.6056923(12) eV = 2.17963190646e-18 J(焦耳)。
里德伯能量與其他物理量關(guān)聯(lián)：1Ry = 1/2 Hatree。
里德伯計(jì)算氫氣能級(jí)公式：
波數(shù) 1/λvac = R (1/m^2 - 1/n^2 )（JJ.Balmer提出的巴爾末公式轉(zhuǎn)換為波數(shù)形式）。
其中，λvac是溢出真空中的電磁波波長(zhǎng)。
R是里德伯常數(shù) 1.0967758e7/m。
m和 n是整數(shù)，其中m＜n。
參考資料 >