Nüüdisaegne füüsika

Lymani α joon

Ultraviolettne Lymani seeria — siire põhiolekusse.

Lymani α joon — interaktiivne Nüüdisaegne füüsika simulatsioon. Ultraviolettne Lymani seeria — siire põhiolekusse. Tasuta veebilehitseja virtuaalne füüsikalabor elavate SI mõõtmiste ja juhendatud õpetusega.

Lymani seeria

Ultraviolettne Lymani seeria — siire põhiolekusse.

Siirded n = 1 tekitavad ultravioletsed Lymani seeria jooned lühema lainepikkusega kui Balmer. Lyman-α 121,6 nm juures on silmapaistev astrofüüsikalistes vesinikupilvedes ja oli galaktikatevahelise keskkonna uurimise võti.

• UV-siire
• n → 1

Uurimise kokkuvõte

Planeeri küsimus enne labori avamist

Kokkuvõte peegeldab eelrenderdatud lehte: juhtküsimus, konkureerivad ennustused, muutujate rollid, juhtivad seadused, seadistus, analüüs ja laiendusärgitused jäävad nähtavale ja selles järjekorras.

Juhtküsimus

Elektronid, kes langevad kogu tee põhiolekuni (n = 1), kiirgavad Lymani seeria. Võrreldes Balmeri seeriaga (langemine tasandile n = 2), kas sa ootaksid Lymani footonitel olevat rohkem või vähem energiat?

Kaalutavad ennustused

• Vähem energiat kui Balmeri üleminekud.
• Rohkem energiat (lühem lainepikkus) — põhiolekki langemine vabastab suurema energialõhe kui langemine tasandile n = 2.
• Sama energia kui võrdsetel Balmeri üleminekutel.

Muutujate rollid

Mida sina sead:

• Algtase n_i

Mida sa mõõdad:

• Kiiratud lainepikkus λ (nm)

Kuidas uurimustöö käib

1. Ava lyman-alpha eelseadistus ja vajuta Lähtesta. Selle eelseadistuse vaikimisi üleminek on n = 2 → n = 1 (Lyman-alfa).
2. Lülita sisse kiiratud lainepikkuse näit.
3. Sea iga katse jaoks algtasand n_initial (langedes tasandile n_final = 1) ja kirjuta üles kiiratud lainepikkus.

Juhtiv võrrand

Lymani seeria (põhioleku üleminekud) — λ = hc/ΔE

Üleminekud, mis lõpevad tasandil n_f = 1, vabastavad vesinikus suurimad võimalikud energialõhed, sest põhiolek istub kõigist ergastatud tasanditest kaugele allpool — andes lühima lainepikkusega (kõrgeima energiga) spekterseeria, täielikult ultravioletis.

Mida prinditav tööleht õpilastelt välja küsib

• Arvuta ühes katses 1/λ = R(1/n_f² − 1/n_i²), kasutades n_f = 1. Võrdle tabeliga. Kinnita, et kõik kolm lainepikkust jäävad alla 122 nm — sügav ultraviolett, silmale nähtamatu.
• Võrdle oma Lymani lainepikkusi balmer-alpha eksperimendi nähtava valguse lainepikkustega. Selgita, miks tasandile n = 1 langemine (palju suurem energialõhe kui langemine tasandile n = 2) annab alati suurema energia ja lühema lainepikkusega footoneid.

Kus see laborist kaugemale ilmneb

• Lymani seeria ultraviolettvalgus neelatakse peaaegu täielikult Maa atmosfääris, enne kui ta maapinnale jõuab. Selgita, miks kosmoseteleskoope (pigem kui maapealseid) on vaja, et vaadelda vesiniku Lyman-alfa kiirgust kaugelt astronoomilistelt objektidelt.
• Kui n_i → ∞, läheb 1/λ täpselt R-le (seeria piir), vastavalt elektronile, kes vaevu põgeneb aatomist (ionisatsioon) pigem kui kindlale üleminekule. Kasutades oma valemit, selgita, miks seeria piir tähistab ionisatsioonienergiat põhiolekust.

• 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. Tere tulemast Lyman Alfa juurde
2. Vali aatom
3. Vajuta Esita
4. Ultravioletne üleminek
5. Ava Omaduste paneel
6. Said hakkama!

Ava interaktiivne simulatsioon, et stseen ehitada, Esita vajutada ja uurida elavate mõõtmiste ning juhendatud õpetusega.

Ava interaktiivne labor →

Laadi tööleht alla →

Bohri mudel ja vesiniku spektrid