Lymanin sarja: ultravioletit vetyviivat

1 · Ennusta

Elektronit, jotka putoavat kokonaan alas perustilaan (n = 1), emitoivat Lymanin sarjan. Verrattuna Balmerin sarjaan (putoamalla tasolle n = 2), odottaisitko Lymanin fotonien olevan enemmän vai vähemmän energiaa?

• Vähemmän energiaa kuin Balmer-siirtymät.
• Enemmän energiaa (lyhyempi aallonpituus) – putoaminen perustilaan vapauttaa suuremman energiaeron kuin putoaminen tasolle n = 2.
• Sama energia kuin vastaavilla Balmer-siirtymillä.

2 · Kokoa

1. Avaa Lyman Alfa -esiasetus ja paina Nollaa. Tämän esiasetuksen oletussiirtymä on n = 2 → n = 1 (Lyman-alfa).
2. Ota käyttöön emitoitavan aallonpituuden lukema.
3. Aseta lähtöenergiataso n_initial jokaiselle suoritukselle (putoamalla tasolle n_final = 1) ja kirjaa emitoitu aallonpituus.

3 · Kerää data

Kuvaa emitoitu aallonpituus λ (y-akseli) lähtötasoa n_i vasten (x-akseli) kolmelle suorituksellesi.

4 · Analysoi

1. Yhdelle suoritukselle laske 1/λ = R(1/n_f² − 1/n_i²) arvolla n_f = 1. Vertaa taulukkoon. Varmenna, että kaikki kolme aallonpituutta jäävät arvon 122 nm alle – syvä ultravioletti, silmälle näkymätön.
2. Vertaa Lyman-aallonpituuksiasi balmer-alpha-kokeen näkyvän valon aallonpituuksiin. Selitä, miksi putoaminen tasolle n = 1 (paljon suurempi energiaero kuin putoaminen tasolle n = 2) tuottaa aina korkeamman energian, lyhyempiä aallonpituisia fotoneja.

5 · Laajenna

1. Lyman-sarjan ultraviolettivalo absorboituu lähes kokonaan Maan ilmakehään ennen maahan saapumistaan. Selitä, miksi avaruusteleskooppeja (ei maaperäpohjaisia) tarvitaan havaitsemaan vedyn Lyman-alfa-emissio kaukaisista tähtitieteellisistä kohteista.
2. Kun n_i → ∞, arvo 1/λ lähestyy arvoa R täsmälleen (sarjan raja), vastaten elektronia, joka tuskinpa pakenee atomista kokonaan (ionisaatio) tietyn siirtymän sijaan. Käyttäen kaavaasi selitä, miksi sarjan raja edustaa ionisatioenergiaa perustilasta.

Tämän kokeen fysiikka

← Takaisin kokeeseen

138 ilmaista tulostettavaa fysiikan työarkkia