Спектрлік сызықтардың изотоптық ығысуы

Сутегі атомы және сутегі тәрізді иондарда электронның стационарлық күйлерінің энергетикалық деңгейлерін бейнелейтін формуланы E_n=-(me^4 Z^2)/(32π^2 ε_0^2 ħ^2 n^2 ) қорытып шығарғанда ядро ядро массасы шексіз ауыр,сондықтан ол қозғалмайды деп қарастырылған болатын.Шындығында,ядро да массалардың ортақ центрін айнала қозғалады.
Екі дене қатысатын есепті қарастырғанда массалар центрімен байланысқан координат жүйесіне көшу керек.Осы жағдайда барлық есептеулер күшінде қалады да,тек
m электрон массасын µ=mM/(m+M) келтірілген массамен ауыстыру керек,мұндағы M-ядро массасы.Нәтижесінде Ридберг тұрақтысы мынаған тең болады:R=R_ 1/(1+m/M),мұндағы R_=Z^2 e^4m/(32π^2 ε_0^2 ħ^3)-ядроны шексіз ауыр деп ұйғарғандығы Ридберг тұрақтысы.
Сондықтан енді сутегі атомы мен сутегі тәрізді иондардың жиіліктері үшін формулалар мына түрге келеді:
ω_nk=R_/(1+m/M)(1/k^2 -1/n^2 )
ω_nk=z^2 R_/(1+m/M)(1/k^2 -1/n^2 )

Мұндағы М_(Н )және М_z - сутегі және сутегі тәрізді ион ядроларының массалары. М_z>М_(Н ) - болатындықтан,сутегі атомы спектріндегі сызықтар мен сутегі тәрізді ион спектріндегі бұларға сәйкес сызықтардың дәл келмеуі тиіс.
Сызықтардың осы сияқты ығысуы сутегі атомының изотоптарында да байқалуға тиіс.Изотоптар деп ядроларының зарядтары бірдей,ал массалары әр түрлі бір элементтің атомдарын айтады.Басқаша айтқанда изотоптардың ядроларында протондар саны бірдей де,нейтрондар саны әр түрлі болады.Элементтердің химиялық қасиеттері атомның электрондық қабығының сыртқы бөлігінің құрылысымен анықталатындықтан,изотоптардың химиялық қасиеттері біріне бірі өте ұқсас болады.Өйткені бұлардың электрондық қабықтары бірдей.
Сутегінің изотоптары дейтерий мен тритий.Дейтерий атомының ядросы дейтрон,протон және нейтроннан тұрады.Тритий атомының ядросы тритон протон және екі нейтроннан тұрады.
Әр түрлі изотоптар ядроларының массаларындағы айырмашылық бұлардың шығару спектрлеріндегі сызықтардың бір біріне қатысты ығысуын туғызады.Сызықтардың осы ығысуы изотоптық ығысу деп аталады.
Бұл ығысу болмашы ғана.Мәселен,дейтерий үшін R_D=R_/(1+m/M_D),R_H=R_/(1+m/M_H)
Демек R_D-R_H≈R_(m/M_H- m/M_D)≈ R_*m/(2M_H), мұндағы M_D≈M_H,m<<M_H
Сонда жиіліктер айырмасы тәжірибеде сенімді түрде расталған.
Сызықтардың осы ығысуы бойынша изотоптардың массасын есептеуге,ал сызықтардың интенсивтіктері бойынша изотоптардың мөлшері жөнінде қорытынды жасауға болады.Сызықтардың ығысуы арқылы заттың изотоптық құрамын талдау әдісі іс жүзінде кең түрде қолданылады.