Balmer Series: Mga Nakikitang Hydrogen Spectral Line

1 · Humula

Ang electron sa atomo ng hydrogen ay bumabagsak mula sa mas mataas na energy level papunta sa level n = 2, na naglalabas ng photon (Balmer series — ang tanging hydrogen line na nakikita ng mata). Nakadepende ba ang emitted wavelength sa kung aling level nagsimula ang electron?

2 · Mag-set Up

  1. Buksan ang balmer-alpha preset at pindutin ang I-reset. Ang default transition ng preset na ito ay n = 3 → n = 2 (Hα, ang pulang Balmer line).
  2. I-enable ang emitted-wavelength readout.
  3. Itakda ang starting energy level n_initial sa bawat trial (bumabagsak sa n_final = 2) at itala ang emitted wavelength.

3 · Mangulekta ng Data

Paunang antas n_iEmitted wavelength λ (nm)
3
4
5

I-plot ang 1/λ (y-axis) laban sa 1/n_i² (x-axis) para sa tatlong trial. Tuwid ba ang linya?

4 · Mag-analisa

  1. Para sa isang trial, kalkulahin ang 1/λ = R(1/n_f² − 1/n_i²) gamit ang Rydberg constant na R = 1.09678×10⁷ m⁻¹ at n_f = 2. Ihambing sa table.
  2. pero pumipaliit ang espasyo sa pagitan ng magkasunod na linya

5 · Palawakin

  1. Ang Balmer series ang tanging hydrogen series na nasa visible spectrum (mga 400–700 nm) — kaya ito ang historikal na unang nadiskubre, ni Johann Balmer noong 1885, bago pa man umiral ang atomic theory. Ipaliwanag kung bakit nasa labas ng kitang liwanag ang Lyman series (bumabagsak sa n = 1) at Paschen series (bumabagsak sa n = 3).
  2. Kinikilala ng mga astronomo ang hydrogen sa malalayong bituin sa pag-detect sa mga eksaktong Balmer wavelength na ito sa starlight spectra. Ipaliwanag kung bakit ang pagkakita ng umusli (hindi eksakto) na Balmer-alpha wavelength sa spectrum ng bituin ay nagsasabi sa astronomo na gumagalaw ang bituin relative sa Earth (Doppler effect).

Ang Physics sa Likod ng Experiment na Ito

Relasyon ng Haba ng Alon at Enerhiya ng Photon

Kapag natukoy na ng transition sa pagitan ng energy level sa Bohr model (mula n_i hanggang n_f) ang energy ΔE ng inemit na photon, ang wavelength nito ay direktang sumusunod mula sa λ = hc/ΔE — parehong relasyon na nag-uugnay sa energy ng anumang photon sa wavelength nito. Ang spacing ng mga level mismo, at sa gayon ang ΔE, itinatakda ng Rydberg formula na 1/λ = R(1/n_f² − 1/n_i²).

← Bumalik sa experiment

Modernong Pisika

138 Libreng Napi-print na Physics Lab Worksheet