Lymani seeria: ultravioletsed vesiniku jooned

1 · Ennusta

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?

• 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.

2 · Seadista

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.

3 · Kogu andmeid

Joonista kiiratud lainepikkus λ (y-telg) algtaseme n_i (x-telg) suhtes oma kolme katse jaoks.

4 · Analüüsi

1. 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.
2. 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.

5 · Laienda

1. 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.
2. 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.

Selle eksperimendi füüsika

← Tagasi eksperimendi juurde

138 tasuta prinditavat füüsika töölehte