يوهان ياكوب بالمر

كان يوهان ياكوب بالمر (1 مايو 1825 - 12 مارس 1898) عالم رياضيات سويسري اشتهر بعمله في الفيزياء ، وتحديداً سلسلة بالمر لذرة الهيدروجين .

وُلد بالمر في الأول من مايو عام 1825 في لاوزن ، سويسرا ، وهو ابن رئيس قضاة يحمل نفس الاسم، يوهان ياكوب بالمر. ^{[ 1 ]} كانت والدته إليزابيث رول بالمر، وكان هو الابن الأكبر. خلال دراسته، برع في الرياضيات، ولذلك قرر التركيز على هذا المجال عندما التحق بالجامعة.

درس في جامعة كارلسروه وجامعة برلين ، ثم أكمل درجة الدكتوراه من جامعة بازل عام 1849 بأطروحة عن المنحنى الدائري . ^{[ 1 ]}

أمضى يوهان حياته كلها في بازل، حيث درّس في مدرسة للبنات. كما حاضر في جامعة بازل . وفي عام 1850، تزوج من كريستين بولين رينك. ^{[ 1 ]} ورُزق الزوجان بثلاثة أطفال.

على الرغم من كونه عالم رياضيات، إلا أن بالمر يُذكر بشكل أساسي لعمله في مجال السلاسل الطيفية. تمثلت مساهمته الرئيسية (التي قدمها في سن الستين، عام 1885) في صيغة تجريبية لخطوط الطيف المرئي لذرة الهيدروجين ، والتي بدأ دراستها بناءً على اقتراح من إدوارد هاجنباخ، وهو أيضاً من بازل. ^{[ 2 ] [ 3 ]} وباستخدام قياسات أنغستروم لخطوط الهيدروجين، توصل إلى صيغة لحساب الطول الموجي على النحو التالي:

${\displaystyle \lambda \ =h\,{\frac {n^{2}}{n^{2}-m^{2}}}}$

بالنسبة لـ m = 2 و n = 3، 4، 5، 6، وهكذا؛ h = 3.6456 · 10 ⁻⁷ m = 364.56 nm.

في ملاحظته عام 1885، أشار إلى h على أنه "العدد الأساسي للهيدروجين". يُعرف h اليوم باسم ثابت بالمر. استخدم بالمر صيغته للتنبؤ بالطول الموجي عندما n = 7.

${\displaystyle \lambda \ =(364.56\,{\rm {nm}})\cdot \,{\frac {7^{2}}{\,7^{2}-2^{2}\,}}\simeq 397.0\,{\rm {nm}}}$

أبلغ هاجنباخ بالمر أن أنغستروم قد رصد خطًا بطول موجي 397 نانومتر . أصبح هذا الجزء من طيف انبعاث الهيدروجين، الناتج عن الانتقالات في مستويات طاقة الإلكترون مع n ≥ 3 إلى n = 2، يُعرف باسم سلسلة بالمر . 

تشير خطوط بالمر إلى خطوط الانبعاث التي تظهر ضمن المنطقة المرئية من طيف انبعاث الهيدروجين عند أطوال موجية 410.29  نانومتر، و434.17  نانومتر، و486.27  نانومتر، و656.47  نانومتر. وتنتج هذه الخطوط عن انبعاث فوتون من إلكترونات في حالة إثارة ، ثم عودتها إلى حالة الإثارة الأولى لذرة الهيدروجين ( n = 2).

تمكن اثنان من زملاء بالمر، وهما هيرمان فيلهلم فوغل وويليام هيغنز ، من تأكيد وجود خطوط أخرى من سلسلة بالمر في طيف الهيدروجين في النجوم البيضاء.

تبين لاحقاً أن صيغة بالمر هي حالة خاصة من صيغة ريدبيرج ، التي وضعها يوهانس ريدبيرج في عام 1888:

${\displaystyle {\frac {1}{\lambda }}\ ={\frac {4}{h}}\left({\frac {1}{m^{2}}}-{\frac {1}{n^{2}}}\right)=R_{H}\left({\frac {1}{m^{2}}}-{\frac {1}{n^{2}}}\right)}$

مع${\displaystyle R_{H}}$حيث أن ثابت ريدبيرج للهيدروجين ،${\displaystyle m=2}$بالنسبة لتركيبة بالمر، و${\displaystyle n>m}$.

ومع ذلك، كان لا بد من الانتظار حتى 18 عامًا بعد وفاة بالمر مع تقديم نموذج بور للذرة من قبل نيلز بور في عام 1913.

توفي يوهان بالمر في بازل في 12 مارس 1898، عن عمر يناهز 72 عامًا. ^{[ 1 ]}

• تم تسمية صيغة بالمر وثابت بالمر h نسبة إليه، وكذلك خطوط بالمر ومتسلسلات بالمر .
• تُعد قفزة بالمر مفيدة في علم الفلك لتصنيف النجوم .
• سُميت فوهة بالمر على سطح القمر تيمناً به. ^{[ 4 ]}
• سُمّي الكوكب الصغير 12755 بالمر تيمناً به. ^{[ 5 ]}

• أوكونور، جون جيه؛ روبرتسون، إدموند إف ، "يوهان ياكوب بالمر" ، أرشيف ماك تيوتور لتاريخ الرياضيات ، جامعة سانت أندروز