Física moderna

Línea Lyman α

Serie Lyman ultravioleta — transición al estado fundamental.

Línea Lyman α — simulación interactiva de Física moderna. Serie Lyman ultravioleta — transición al estado fundamental. Laboratorio virtual de física gratuito en el navegador con mediciones SI en vivo y un tutorial guiado.

Serie de Lyman

Serie ultravioleta de Lyman: transición al estado fundamental.

Las transiciones a n = 1 producen líneas ultravioleta de la serie de Lyman con longitud de onda más corta que Balmer. Lyman-α a 121.6 nm es prominente en nubes astrofísicas de hidrógeno y fue clave para sondear el medio intergaláctico.

• Transición UV
• Series de Lyman: n → 1

Informe de investigación

Planifique la pregunta antes de abrir el laboratorio.

El resumen refleja la página prerenderizada: la pregunta guía, las predicciones contrapuestas, los roles de las variables, las leyes que rigen, la preparación y las indicaciones de análisis y extensión permanecen visibles y en este orden.

Pregunta de conducción

Los electrones que caen hasta el estado fundamental (n = 1) emiten la serie de Lyman. En comparación con la serie de Balmer (que cae a n = 2), ¿esperaría que los fotones de Lyman tuvieran más o menos energía?

Predicciones para pesar

• Menos energía que las transiciones de Balmer.
• Más energía (longitud de onda más corta): caer al estado fundamental libera una brecha de energía mayor que caer a n = 2.
• La misma energía que las transiciones de Balmer equivalentes.

Roles variables

Lo que configuraste:

• Nivel inicial n_i

Lo que mides:

• Longitud de onda emitida λ (nm)

Cómo se desarrolla la investigación

1. Abra el ajuste preestablecido de lyman-alpha y presione Restablecer. La transición predeterminada de este ajuste preestablecido es n = 2 → n = 1 (Lyman-alpha).
2. Habilite la lectura de longitud de onda emitida.
3. Establezca el nivel de energía inicial n_initial para cada prueba (bajando a n_final = 1) y registre la longitud de onda emitida.

Ecuación rectora

Serie Lyman (transiciones entre el estado fundamental) — λ = hc/ΔE

Las transiciones que terminan en n_f = 1 liberan las mayores brechas de energía posibles en el hidrógeno, ya que el estado fundamental se encuentra muy por debajo de cada nivel excitado, lo que produce la serie espectral de longitud de onda más corta (de mayor energía), completamente en el ultravioleta.

Lo que la hoja de trabajo imprimible les pide a los estudiantes que resuelvan

• Para una prueba, calcule 1/λ = R(1/n_f² − 1/n_i²) usando n_f = 1. Compare con la tabla. Confirme que las tres longitudes de onda caen por debajo de 122 nm: ultravioleta profundo, invisible a la vista.
• Compare sus longitudes de onda de Lyman con las longitudes de onda de luz visible del experimento Balmer-alfa. Explique por qué bajar a n = 1 (una brecha de energía mucho mayor que bajar a n = 2) siempre produce fotones de mayor energía y longitud de onda más corta.

¿Dónde aparece esto más allá del laboratorio?

• La luz ultravioleta de la serie Lyman es absorbida casi por completo por la atmósfera de la Tierra antes de llegar al suelo. Explique por qué se necesitan telescopios espaciales (en lugar de telescopios terrestres) para observar la emisión Lyman-alfa del hidrógeno desde objetos astronómicos distantes.
• Como n_i → ∞, 1/λ se aproxima a R exactamente (el límite de la serie), lo que corresponde a un electrón que apenas escapa por completo del átomo (ionización) en lugar de una transición específica. Usando tu fórmula, explica por qué el límite de la serie representa la energía de ionización del estado fundamental.

• 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. Bienvenido a Lyman α
2. Selecciona el átomo
3. Pulsa Reproducir
4. Transición ultravioleta
5. Abre el panel de estudio
6. ¡Lo lograste!

Abre la simulación interactiva para construir la escena, presiona Play y explora con mediciones en tiempo real y un tutorial guiado.

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El modelo de Bohr y el espectro del hidrógeno