Lyman Series: Ultraviolet na Hydrogen Line
1 · Humula
Ang mga electron na bumabagsak nang buo sa ground state (n = 1) ay naglalabas ng Lyman series. Kumpara sa Balmer series (bumabagsak sa n = 2), mas marami o mas kaunting enerhiya ba ang inaasahan mo sa Lyman photon?
- Mas kaunting enerhiya kaysa Balmer transition.
- Mas maraming enerhiya (mas maikling wavelength) — ang pagbagsak sa ground state ay nagpapalabas ng mas malaking energy gap kaysa pagbagsak sa n = 2.
- Parehong enerhiya sa katumbas na Balmer transition.
2 · Mag-set Up
- Buksan ang lyman-alpha preset at pindutin ang I-reset. Ang default transition ng preset na ito ay n = 2 → n = 1 (Lyman-alpha).
- I-enable ang emitted-wavelength readout.
- Itakda ang starting energy level n_initial sa bawat trial (bumabagsak sa n_final = 1) at itala ang emitted wavelength.
3 · Mangulekta ng Data
| Starting level n_i | Emitted wavelength λ (nm) |
|---|---|
| 2 | |
| 3 | |
| 4 |
I-plot ang emitted wavelength λ (y-axis) laban sa starting level n_i (x-axis) para sa tatlong trial.
4 · Mag-analisa
- Para sa isang trial, kalkulahin ang 1/λ = R(1/n_f² − 1/n_i²) gamit ang n_f = 1. Ihambing sa table. Kumpirmahing ang tatlong wavelength ay nasa ilalim ng 122 nm — malalim na ultraviolet, hindi nakikita ng mata.
- Ihambing ang Lyman wavelength mo sa visible-light wavelength ng balmer-alpha experiment. Ipaliwanag kung bakit ang pagbagsak sa n = 1 (mas malaking energy gap kaysa pagbagsak sa n = 2) ay laging nagbubunga ng mas mataas na enerhiya at mas maikling wavelength na photon.
5 · Palawakin
- Ang Lyman-series na ultraviolet ay halos buong sinisipsip ng atmosphere ng Earth bago makarating sa lupa. Ipaliwanag kung bakit space telescope (hindi ground-based) ang kailangan para obserbahan ang Lyman-alpha emission ng hydrogen mula sa malalayong astronomical na bagay.
- Kapag n_i → ∞, lumalapit ang 1/λ nang eksakto sa R (ang series limit), na tumutugma sa electron na bahagya lang nakatakas sa atomo (ionization) sa halip na isang partikular na transition. Gamit ang formula mo, ipaliwanag kung bakit ang series limit ay kumakatawan sa ionization energy mula sa ground state.
Ang Physics sa Likod ng Experiment na Ito
Lyman Series (Ground-State Transition)
Ang transition na nagtatapos sa n_f = 1 ang nagpapalabas ng pinakamalaking posibleng energy gap sa hydrogen, dahil napakababa ng ground state kumpara sa bawat excited level — pinakamaikling wavelength (pinakamataas na enerhiya) na spectral series, buong nasa ultraviolet.