La série Paschen  : lignes d'hydrogène infrarouges

1 · Prédire

Les électrons tombant à n = 3 (la série Paschen) libèrent des écarts énergétiques plus petits que les séries Balmer ou Lyman. Cela signifie-t-il que les photons Paschen tombent dans l’infrarouge, au-delà de ce que l’œil peut voir ?

• Oui, des écarts énergétiques plus petits signifient des longueurs d’onde plus longues, poussant les raies Paschen dans l’infrarouge.
• Non, les lignes Paschen sont toujours visibles.
• Les lignes de Paschen ont en réalité une énergie plus élevée, dans la gamme des rayons X.

2 · Configurer

1. Ouvrez le préréglage paschen-beta et appuyez sur Réinitialiser. La transition par défaut de ce préréglage est n = 5 → n = 3 (Paschen-beta).
2. Activez la lecture de la longueur d’onde émise.
3. Définissez le niveau d’énergie de départ n_initial pour chaque essai (descendant à n_final = 3) et enregistrez la longueur d’onde émise.

3 · Collecter les données

Tracez la longueur d'onde émise λ (axe y) par rapport au niveau de départ n_i (axe x) pour vos trois essais.

4 · Analyser

1. Pour un essai, calculez 1/λ = R(1/n_f² − 1/n_i²) en utilisant n_f = 3. Comparez avec le tableau. Confirmez que les trois longueurs d'onde se situent au-dessus de 1000 nm – infrarouge.
2. ...(un écart énergétique plus petit par rapport au niveau de référence, l'état fondamental)...

5 · Approfondir

1. ce resserrement des niveaux à n élevé
2. L'astronomie infrarouge utilise exactement ces lignes de la série Paschen (et même Brackett, Pfund) pour étudier l'hydrogène dans les régions poussiéreuses de l'espace où la lumière visible est bloquée. Pourquoi la lumière infrarouge pourrait-elle mieux pénétrer la poussière cosmique que la lumière visible ?

La physique derrière cette expérience

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