Leben und Wirken
JOHANN JAKOB BALMER wurde am 1. Mai 1825 in Lausen im Kanton Basel (Schweiz)
als Sohn eines Richters geboren. Nach dem Besuch des Gymnasiums studierte
er in Karlsruhe und Berlin Mathematik und promovierte 1849 mit einer Arbeit
über Zykloiden. Anschließend war er ununterbrochen als Lehrer
für Mathematik und Physik an der Töchterschule in Basel tätig.
Daneben wirkte BALMER als Privatdozent an der Universität Basel.
Sein besonderes Interesse galt neben der Geometrie auch der Architektur.
So entwarf er Bauten nach historischen Quellen, publizierte aber auch
eine Schrift mit verbesserten Grundrissen für Arbeiterwohnungen.
BALMER starb am12. März 1898 in Basel.
Seine bedeutendste
wissenschaftliche Leistung
BALMER untersuchte 1885 mithilfe einer Lichtbogenlampe mit Temperaturen
von über 5000 °C als Erster das Wasserstoffspektrum.
Nachdem der schwedische Astronom und Physiker ANDERS JONAS ANGSTRÖM
(1814-1874) 1868 die Wellenlängen von fast 1000 Linien des Sonnenspektrums,
darunter die vier sichtbaren Linien des Wasserstoffspektrums, veröffentlicht
hatte, erarbeitete BALMER um 1885 empirisch eine Formel zur Berechnung
dieser Linien. Er ging dabei von einer Grundzahl aus, die mit gesetzmäßig
zunehmenden Brüchen multipliziert wurde. Die von BALMER entwickelte
Gleichung (Serienformel)
lautet:
Dass die von BALMER angegebene Konstante R
identisch mit der RYDBERG-Konstanten ist, erkannte er später. Die
BALMER-Serie ergibt sich für
n = 2 und m = 3,
4, ... (Bild 1).
Nach BALMERs Vorhersage wurde später weitere Serien von Linien des
Wasserstoffspektrums gefunden (LYMAN-Serie für n
= 1, PASCHEN-Serie für n = 3, BRACKETT-Serie
für n = 4, PFUND-Serie für n
= 5). BALMERs Ansatz diente auch als Vorbild für die Serienformeln
von J. RYDBERG und H. KAYSER sowie für das Kombinationsprinzip von
W. RITZ. Schließlich bildeten die BALMER-Formel und die RYDBERG-Konstante
für NIELS BOHR (1885-1962) wesentliche Anhaltspunkte bei der Aufstellung
seines Atommodells (1913).