Съвременна физика

Линия Пашен β

Инфрачервена серия на Пашен — емисия с по-дълга вълна.

Линия Пашен β — интерактивна симулация Съвременна физика. Инфрачервена серия на Пашен — емисия с по-дълга вълна. Безплатна виртуална физическа лаборатория в браузъра с живи SI измервания и упътване.

Серия на Пашен

Инфрачервена серия на Пашен — емисия с по-дълга вълна.

Серията на Пашен (преходи към n = 3) попада в инфрачервеното, илюстрирайки как главното квантово число задава енергията на фотона през десетилетия дължини на вълните. Инфрачервените линии се появяват в хладен водороден газ и определени лазерни преходи.

• IR преход
• n → 3

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 към n = 3 (серията на Пашен), освобождават по-малки енергийни пролуки от сериите на Балмер или Лиман. Означава ли това, че фотоните на Пашен падат в инфрачервеното, отвъд това, което окото вижда?

Предсказвания за преценка

• Да — по-малки енергийни пролуки значат по-дълги вълни, избутвайки линиите на Пашен в инфрачервеното.
• Не — линиите на Пашен пак са видими.
• Линиите на Пашен всъщност са по-енергийни, в рентгеновия обхват.

Роли на променливите

Какво задаваш ти:

• Начално ниво n_i

Какво измерваш:

• Излъчена дължина на вълната λ (nm)

Как протича изследването

1. Отвори настройката Пашен Бета и натисни Нулирай. Преходът по подразбиране на тази настройка е n = 5 → n = 3 (Пашен-бета).
2. Включи показанието за излъчена дължина на вълната.
3. Задай началното енергетично ниво n_initial за всеки опит (падайки до n_final = 3) и запиши излъчената дължина на вълната.

Управляващо уравнение

Серия на Пашен (инфрачервени преходи) — λ = hc/ΔE

Преходите, завършващи на n_f = 3, включват по-малки енергийни пролуки от сериите на Балмер (n_f = 2) или Лиман (n_f = 1), понеже по-високите n нива са по-плътно разположени — произвеждайки по-дълговълнови, инфрачервени фотони.

Какво иска да изчислят учениците печатният работен лист

• За един опит изчисли 1/λ = R(1/n_f² − 1/n_i²) с n_f = 3. Сравни с таблицата. Потвърди, че и трите дължини падат над 1000 nm — инфрачервено.
• Сравни големината на тези дължини с експериментите Балмер Алфа и Лиман Алфа. Обясни общия модел: серии, завършващи на по-високо n_f (по-малка енергийна пролука до референтното основно ниво), произвеждат по-дълговълнови, по-нискоенергийни фотони.

Къде това се появява извън лабораторията

• Енергетичните нива на водорода се доближават с нарастване на n (E_n ∝ −1/n²), така че преходите между високи нива освобождават по-малко енергия от преходи с ниски нива. Обясни защо това сгъстяване на нивата при високи n обяснява защо серията на Пашен (n_f = 3) обхваща по-широк обхват енергии, отколкото би очакал първоначално.
• Инфрачервената астрономия ползва точно тези линии на Пашен (и още по-дълговълновите Бракет, Пфунд), за да изучава водород в прашни области на космоса, където видимата светлина е блокирана. Защо инфрачервената светлина би прониквала през космическия прах по-добре от видимата?

• 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 Пашен Бета
2. Избери атома
3. Натисни Пусни
4. Инфрачервен 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