Съвременна физика

Линия Лиман α

Ултравиолетова серия на Лиман — преход към основно състояние.

Линия Лиман α — интерактивна симулация Съвременна физика. Ултравиолетова серия на Лиман — преход към основно състояние. Безплатна виртуална физическа лаборатория в браузъра с живи SI измервания и упътване.

Серия на Лиман

Ултравиолетова серия на Лиман — преход към основно състояние.

Преходите към n = 1 произвеждат ултравиолетовите линии на серията на Лиман с по-къса вълна от Балмер. Лиман-α при 121.6 nm е видна в астрофизическите водородни облаци и бе ключова за изследване на междугалактичната среда.

• UV преход
• n → 1

Резюме на изследването

Планирай въпроса, преди да отвориш лабораторията

Краткото описание повтаря пререндерираната страница: водещият въпрос, съперничещите предсказвания, ролите на променливите, управляващите закони, постановката, анализът и разширяващите подсказки остават видими и в този ред.

Водещ въпрос

Електрони, падащи чак до основното състояние (n = 1), излъчват серията на Лиман. В сравнение със серията на Балмер (падане към n = 2), очакваш ли фотоните на Лиман да имат повече или по-малко енергия?

Предсказвания за преценка

• По-малко енергия от преходите на Балмер.
• Повече енергия (по-къса вълна) — падането към основното състояние освобождава по-голяма енергийна пролука от падането към n = 2.
• Същата енергия като еквивалентните преходи на Балмер.

Роли на променливите

Какво задаваш ти:

• Начално ниво n_i

Какво измерваш:

• Излъчена дължина на вълната λ (nm)

Как протича изследването

1. Отвори настройката Лиман Алфа и натисни Нулирай. Преходът по подразбиране на тази настройка е n = 2 → n = 1 (Лиман-алфа).
2. Включи показанието за излъчена дължина на вълната.
3. Задай началното енергетично ниво n_initial за всеки опит (падайки до n_final = 1) и запиши излъчената дължина на вълната.

Управляващо уравнение

Серия на Лиман (преходи към основно състояние) — λ = hc/ΔE

Преходите, завършващи на n_f = 1, освобождават най-големите възможни енергийни пролуки във водорода, понеже основното състояние седи далеч под всяко възбудено ниво — произвеждайки най-късовълновата (най-енергийна) спектрална серия, изцяло в ултравиолетовото.

Какво иска да изчислят учениците печатният работен лист

• За един опит изчисли 1/λ = R(1/n_f² − 1/n_i²) с n_f = 1. Сравни с таблицата. Потвърди, че и трите дължини падат под 122 nm — дълбок ултравиолет, невидим за окото.
• Сравни дължините си на Лиман с дължините видима светлина от експеримента Балмер Алфа. Обясни защо падането към n = 1 (много по-голяма енергийна пролука от падането към n = 2) винаги произвежда по-енергийни, по-късовълнови фотони.

Къде това се появява извън лабораторията

• Ултравиолетовата светлина от серията на Лиман се поглъща почти изцяло от атмосферата на Земята, преди да достигне земята. Обясни защо космически телескопи (а не земни) са нужни за наблюдение на Лиман-алфа емисията на водорода от далечни астрономически обекти.
• При n_i → ∞, 1/λ приближава точно R (границата на серията), съответстваща на електрон, едва-едва избягал изцяло от атома (йонизация), а не на конкретен преход. С формулата си обясни защо границата на серията представя йонизационната енергия от основното състояние.

• AP Physics 2 — Unit 15: Modern Physics
• IB Physics — E.1 Structure of the atom
• General High School Physics — Modern physics intro
• NGSS High School Physics — Wave-particle duality of light

1. Добре дошъл при Лиман Алфа
2. Избери атома
3. Натисни Пусни
4. Ултравиолетов преход
5. Отвори панела Свойства
6. Справи се!

Отвори интерактивната симулация, за да изградиш сцената, натисни Пусни и разгледай с живи измервания и насочено упътване.

Отвори интерактивната лаборатория →

Изтегли работния лист →

Модел на Бор и спектрите на водорода