Moderní fyzika
Lymanova α linie
Ultrafialová Lymanova série — přechod do základního stavu.
Lymanova α linie — interaktivní simulace Moderní fyzika. Ultrafialová Lymanova série — přechod do základního stavu. Bezplatná virtuální fyzikální laboratoř v prohlížeči se živými měřeními v SI a řízeným tutoriálem.
Lymanova série
Ultrafialová Lymanova série — přechod do základního stavu.
Přechody na n = 1 produkují ultrafialové čáry Lymanovy série s kratší vlnovou délkou než Balmerova. Lyman-α při 121.6 nm je výrazná v astrofyzikálních mračnech vodíku a byla klíčem k průzkumu mezihvězdného prostředí.
- UV přechod
- n → 1
Souhrn zkoumání
Naplánuj otázku dřív, než otevřeš laboratoř
Stručný přehled odpovídá předrenderované stránce: hlavní otázka, konkurenční predikce, role proměnných, řídicí zákony, sestavení, analýza i rozšiřující podněty zůstávají viditelné a v tomto pořadí.
Hlavní otázka
Elektrony klesající celý dolů do základního stavu (n = 1) emitují Lymanovu sérii. Ve srovnání s Balmerovou sérií (klesající na n = 2) — očekával bys, že fotony Lymanovy série mají víc, nebo méně energie?
Predikce k zvážení
- Méně energie než přechody Balmerovy série.
- Víc energie (kratší vlnová délka) — klesnutí do základního stavu uvolní větší energetickou mezeru než klesnutí na n = 2.
- Stejná energie jako ekvivalentní přechody Balmerovy série.
Role proměnných
Co nastavuješ:
- Počáteční hladina n_i
Co měříš:
- Emisní vlnová délka λ (nm)
Jak zkoumání probíhá
- Otevři předvolbu lyman-alpha a stiskni Resetovat. Výchozí přechod této předvolby je n = 2 → n = 1 (Lyman-alfa).
- Zapni odečet emitované vlnové délky.
- Nastav výchozí energetickou hladinu n_initial pro každý pokus (klesající na n_final = 1) a zapiš emitovanou vlnovou délku.
Řídící rovnice
Lymanova série (přechody do základního stavu) — λ = hc/ΔE
Přechody končící na n_f = 1 uvolňují největší možné energetické mezery ve vodíku, protože základní stav sedí hluboko pod každou excitovanou hladinou — produkují nejkratší (nejenergičtější) spektrální sérii, celou v ultrafialovém.
Co tisknutelný pracovní list žádá žáky vypočítat
- Pro jeden pokus spočti 1/λ = R(1/n_f² − 1/n_i²) s n_f = 1. Porovnej s tabulkou. Potvrď, že všechny tři vlnové délky spadají pod 122 nm — hluboké ultrafialové, neviditelné okem.
- Porovnej své vlnové délky Lymanovy série s vlnovými délkami viditelného světla experimentu balmer-alpha. Vysvětli, proč klesnutí na n = 1 (mnohem větší energetická mezera než klesnutí na n = 2) vždy produkuje fotony s vyšší energií a kratší vlnovou délkou.
Kde se to objevuje mimo laboratoř
- Ultrafialové světlo Lymanovy série je téměř celé pohlceno atmosférou Země dřív, než dosáhne země. Vysvětli, proč kosmické dalekohledy (místo pozemních) jsou potřeba k pozorování Lyman-alfa emise vodíku ze vzdálených astronomických objektů.
- Jak n_i → ∞, 1/λ se blíží přesně R (limita série), což odpovídá elektronu, který sotva uniká z atomu úplně (ionizace), místo konkrétního přechodu. Pomocí svého vzorce vysvětli, proč limita série představuje ionizační energii ze základního stavu.
- 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
- Vítej v Lymanově alfa
- Vyber atom
- Stiskni Spustit
- Ultrafialový přechod
- Otevři panel Vlastnosti
- Povedlo se!
Otevři interaktivní simulaci, postav scénu, stiskni Spustit a prozkoumávej s živými měřeními a řízeným tutoriálem.
Otevřít interaktivní laboratoř →