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原子に結合している電子は，量子力学的な性質によって，
あるとびとびの状態しかとれません．
その状態をエネルギー準位（energy level）といいます．
エネルギー準位の中で，
最もエネルギーの低い状態を基底状態（ground state），
それ以外の状態を励起状態（excited state）といいます．
これらのエネルギー準位は，
量子数と呼ばれる自然数（n =1, 2, …）で番号づけられています．
また原子と結合していない状態を電離状態（ionized state），
そして原子と結合していない電子を自由電子といいます． 電子が，基底状態や励起状態，電離状態の間を移り変わる際に， 光の放出や吸収が起こります （それ以外の原因でも光の放出や吸収は起こります）． 光を放出したり吸収したりして基底状態や励起状態， 電離状態の間を移り変わることを遷移（transition）と呼びます． 基底状態や励起状態は，とびとびのエネルギー準位になっているので， それらの間を電子が遷移する際に放出・吸収される光のエネルギーも， とびとびになります． 具体的には， 変化前の状態のエネルギーを E1， 変化後の状態のエネルギーを E2，そして 放出または吸収される光の振動数をνとすれば， |
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中性水素原子のエネルギー準位．
スペクトル系列として，
n =1 と n'（＞n）の状態間の遷移に対応する
線スペクトルをライマン系列（Lyman series），
n =2 と n'（＞n）の間を
バルマー系列（Balmer series）と呼びます．
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エネルギー準位が非常に高くなって，
たとえばｎが100ぐらいになると，
スペクトル線はセンチ波の領域で放出されるようになります．
このような高い準位でのスペクトル線の呼び方として， Hα線などの呼び方に準じて， 下のレベルのエネルギー準位の番号ｎ と， 遷移する準位の差（１をα，２をβ，３をγ…）を使って表します． たとえば， H110β は，ｎ＝112からｎ＝110へ遷移したときのスペクトル線のことです． | |
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