Pascheni seeria: infrapunased vesiniku jooned

1 · Ennusta

Elektronid, kes langevad tasandile n = 3 (Pascheni seeria), vabastavad väiksemaid energialõhesid kui Balmeri või Lymani seeria. Kas see tähendab, et Pascheni footonid jäävad infrapunasesse, kaugemale silma nägemisvõimest?

• Jah — väiksemad energialõhed tähendavad pikemaid lainepikkusi, lükates Pascheni jooned infrapunasesse.
• Ei — Pascheni jooned on ikka nähtavad.
• Pascheni jooned on tegelikult kõrgema energiaga, röntgeni vahemikus.

2 · Seadista

1. Ava paschen-beta eelseadistus ja vajuta Lähtesta. Selle eelseadistuse vaikimisi üleminek on n = 5 → n = 3 (Paschen-beeta).
2. Lülita sisse kiiratud lainepikkuse näit.
3. Sea iga katse jaoks algtasand n_initial (langedes tasandile n_final = 3) 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 = 3. Võrdle tabeliga. Kinnita, et kõik kolm lainepikkust jäävad üle 1000 nm — infrapunane.
2. Võrdle nende lainepikkuste suurust balmer-alpha ja lyman-alpha eksperimentidega. Selgita üldine muster: kõrgemal n_f lõppevad seeriad (väiksem energialõhe põhiviiteni) annavad pikema lainepikkusega, madalama energiaga footoneid.

5 · Laienda

1. Vesiniku energiatasandid lähevad n-i kasvades üksteisele lähemale (E_n ∝ −1/n²), seega kõrgete tasandite vahelised üleminekud vabastavad vähem energiat kui madalaid tasandeid puudutavad. Selgita, miks see tasandite tihenemine kõrgel n selgitab, miks Pascheni seeria (n_f = 3) katab laiema energiavahemiku, kui sa esialgu arvata võiksid.
2. Infrapunane astronoomia kasutab täpselt neid Pascheni (ja veel pikema lainepikkusega Bracketti, Pfundi) seeria jooni, et uurida vesinikku tolmustes kosmose piirkondades, kus nähtav valgus on blokeeritud. Miks võiks infrapunane valgus tungida kosmilist tolmu paremini läbi kui nähtav valgus?

Selle eksperimendi füüsika

← Tagasi eksperimendi juurde

138 tasuta prinditavat füüsika töölehte