Johann Jakob Balmer

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:
$\begin{array}{l}f=R\left(\frac{1}{n^2}-\frac{1}{m^2}\right)\\ R\text{Rydberg-Konstante}\\ n\text{1}\text{, 2}\text{, 3}\text{,}\mathrm{...}\\ m\text{2}\text{, 3}\text{, 4}\text{,}\mathrm{...}\text{(}m>n\text{)}\end{array}$

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, ....
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).