Иоханнес Ридберг: Жизнь и вклад в спектральный анализ

Введение

Шведский физик (1854–1919)

Йоханнес (Янне) Роберт Ридберг (8 ноября 1854 – 28 декабря 1919) — шведский физик, наиболее известный разработкой формулы Ридберга в 1888 году, используемой для описания длин волн фотонов (видимого света и другого электромагнитного излучения), возникающих при изменении энергетического уровня электрона в атоме водорода.

Биография

Родился 8 ноября 1854 года в городе Халмстаде на юге Швеции, единственным ребёнком Свена Ридберга и Марии Андерсон Ридберг. Когда ему было четыре года, его отец умер, и семья была вынуждена жить на скромный доход. В 1873 году он окончил Halmstads elementärläroverk, получив высокие оценки по математике и физике. В том же году он поступил в Лундский университет, а два года спустя получил степень бакалавра. В 1879 году он защитил диссертацию "Konstruktioner af kägelsnitt i 3 och 4 punktskontakt" и получил степень доктора философии. Ридберг начал свою карьеру в качестве аманюэнса в университете. В 1880 году он стал доцентом математики, а в 1882 году – доцентом физики. В это время он начал изучать стандартный атомный вес, пытаясь понять причину кажущегося случайного увеличения веса атомов в периодической системе Менделеева. Несколько лет он безуспешно искал подходящую формулу. Затем он занялся исследованием атомных спектров, стремясь объяснить причины их возникновения. Однако исследования Ридберга привели к публикации в 1888 году формулы, которую можно было использовать для описания спектральных линий не только водорода, но и других элементов. После публикации в 1890 году по этой теме Ридберг вернулся к своим безуспешным исследованиям периодической таблицы. В 1897 году Ридберг подал заявку на должность профессора, но, несмотря на рекомендации экспертов, был отклонен. Тем не менее, ему предложили должность экстраординарного профессора. Лишь в 1909 году он был повышен до должности полного профессора. Чтобы увеличить свой доход, с 1891 года он работал неполный рабочий день в качестве численного эксперта в Sparbanken в Лунде, а с 1905 года – актуарием в Мальмё. В 1913 году Ридберг серьёзно заболел и был вынужден замедлить темп исследований, а в 1915 году ему был предоставлен отпуск по болезни. Он умер 28 декабря 1919 года в больнице Лунда, и его преемником стал его ученик Манне Сигбан. Ридберг похоронен на Северном кладбище в Лунде. Он оставил жену Лидию Карлссон (1856–1925), сына Хельге Ридберга (1887–1968) и дочь Герду Ридберг (1891–1983).

Rydberg was born 8 November 1854 in Halmstad in southern Sweden, the only child of Sven Rydberg and Maria Anderson Rydberg. When he was 4 years old his father died, and the family was forced to live on a small income. In 1873 he graduated from Halmstads elementärläroverk, where he received high grades in maths and physics. Later that year he enrolled in Lund University, and two years later he was awarded his bachelor's degree. In 1879 he was awarded his Doctor of Philosophy with his dissertation "Konstruktioner af kägelsnitt i 3 och 4 punktskontakt". Rydberg began his career as an amanuensis in the institution. He became a docent in maths in 1880, and in 1882 became a docent in physics. At this time he began studying the standard atomic weight, because he wondered what was the reason for the seemingly random increase in weight for the atoms in Mendeleev's periodic system. He searched for a formula for several years to no avail. His next work was about investigating the atomic spectra, explaining why these occurred. However, Rydberg's research led him to publish a formula in 1888 which could be used to describe the spectral lines not only for hydrogen but other elements as well. After his publication in 1890 on the subject, Rydberg returned to his fruitless research on the periodic table. Rydberg applied for a professorship in 1897, but despite the recommendations of experts in the subject he was rejected. However, he became an extraordinary professor instead. It was not until 1909 that he was upgraded into a full professorship. To earn extra money he worked part time as a numerical examiner at Sparbanken in Lund from 1891 and as an actuary in Malmö from 1905. In 1913, Rydberg became very ill and was forced to slow down his pace of research, and in 1915 he was granted leave on account of his illness. He died on 28 December 1919 at Lund Hospital and was succeeded by his student Manne Siegbahn. Rydberg is buried at the northern cemetery in Lund and left his wife Lydia Carlsson (1856–1925), son Helge Rydberg (1887–1968) and daughter Gerda Rydberg (1891–1983).

Формула Ридберга

Физическая константа, известная как постоянная Ридберга, названа в его честь, как и единица Ридберга. Возбужденные атомы с очень высокими значениями главного квантового числа, обозначаемого n в формуле Ридберга, называются атомами Ридберга. Предположение Ридберга о том, что спектральные исследования могут способствовать теоретическому пониманию атома и его химических свойств, было подтверждено в 1913 году работами Нильса Бора (см. спектр водорода). В его честь названа важная спектроскопическая постоянная, основанная на гипотетическом атоме бесконечной массы, – Ридберг (R).