日本大百科全書(ニッポニカ) 「リッツの結合原理」の意味・わかりやすい解説
リッツの結合原理
りっつのけつごうげんり
Ritz's combination principle
1908年リッツによって得られたスペクトル線に関する実験法則。原子の示すスペクトルは一般にとびとびの波長のところに現れる。これを線スペクトルとよぶ。吸収スペクトルの場合も同様であり、これらの線スペクトルは各原子に固有なものである。原子のスペクトルは波長の間に規則性をもつスペクトル系列とよばれるグループに分類できる。その一般式はリュードベリによってみいだされ、リュードベリの公式として知られている。
1/λ=R[1/(m+a)2-1/(n+b)2]
波長λの逆数は単位長さ当りに含まれる波の数で波数(普通νで表す)とよばれるが、これは光の振動数、したがって光子のエネルギーに比例するものである。Rはリュードベリ定数、a、bは物質ごとに、また系列ごとに異なる値をとるが、m、nは整数で一つの系列に対してmは一定である。スペクトルの振動数は、いつもそれぞれ整数を含んだ二つの項の差で表される。この項をスペクトル項とよぶ。リッツは、スペクトルの波数をこれらのスペクトルの項の差として整理することができることをみいだした。これをリッツの結合原理という。
原子が放出または吸収する光の振動数についてのこれらの法則を、古典的な理論で理解することはできない。量子論によれば原子が放出あるいは吸収する光の波数はν12=(E1-E2)/hcで与えられる。hはプランクの定数、cは真空中の光速度、E1、E2はそれぞれ放出前、後あるいは吸収の後、前のエネルギー準位である。したがってν12+ν23=ν13という関係が成立し、リッツの結合原理を量子論的に理解することができる。そのときスペクトル項はE/hcで、エネルギー準位と同じ量子数で区別されることがわかる。
[村岡光男]