Moderna fizika
Balmerova α (Hα) linija
Postavi n_i→n_f — boja emisijske linije odgovara λ iz Rydbergove formule.
Balmerova α (Hα) linija — interaktivna simulacija: Moderna fizika. Postavi n_i→n_f — boja emisijske linije odgovara λ iz Rydbergove formule. Besplatan virtualni laboratorij fizike u pregledniku sa SI mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.
Balmerova serija
Postavi n_i→n_f — boja emisijske linije odgovara λ iz Rydbergove formule.
Prijelazi vodika na n = 2 emitiraju vidljive Balmerove linije s valnim duljinama iz Rydbergove formule 1/λ = R_H(1/4 − 1/n²). Hα na 656 nm najsjajnija je crvena linija — koristi se u astronomiji za prepoznavanje vodika i mjerenje crvenog pomaka.
- 1/λ = R(1/2²−1/n²)
- Crvena linija Hα
Sažetak istraživanja
Isplaniraj pitanje prije nego otvoriš laboratorij
Sažetak odražava unaprijed prikazanu stranicu: središnje pitanje, suprotstavljena predviđanja, uloge varijabli, odgovarajući zakoni, postava, analiza i poticaji za proširenje ostaju vidljivi i u ovom redoslijedu.
Središnje pitanje
Elektron u atomu vodika pada s više razine energije na razinu n = 2, emitirajući foton (Balmerova serija — jedine linije vodika vidljive ljudskom oku). Ovisi li emitirana valna duljina o tome iz koje razine je elektron krenuo?
Predviđanja za odvagnuti
- Da — različite početne razine daju različite, diskretno razmaknute valne duljine (Balmerove linije Hα, Hβ, Hγ...).
- Ne — svaki prijelaz dolje na n = 2 emitira istu valnu duljinu.
- Valna duljina može biti bilo što u kontinuiranom rasponu, ne diskretne vrijednosti.
Uloge varijabli
Što postavljaš:
- Početna razina n_i
Što mjeriš:
- Emitirana valna duljina λ (nm)
Kako istraživanje teče
- Otvori postav balmer-alpha i pritisni Resetiraj. Zadani prijelaz ovog postava je n = 3 → n = 2 (Hα, crvena Balmerova linija).
- Omogući očitanje emitirane valne duljine.
- Postavi početnu razinu energije n_initial za svaki pokušaj (padajući na n_final = 2) i zabilježi emitiranu valnu duljinu.
Odgovarajuća jednadžba
Rydbergova formula (Bohrov model) — λ = hc/ΔE
Valna duljina svjetlosti emitirane kad elektron vodika padne s razine n_i na n_f slijedi 1/λ = R(1/n_f² − 1/n_i²), gdje je R Rydbergova konstanta — izravna posljedica kvantiziranih razina energije Bohrovog modela.
Što ispisivi radni list traži od učenika da izrade
- Za jedan pokušaj izračunaj 1/λ = R(1/n_f² − 1/n_i²) koristeći Rydbergovu konstantu R = 1.097×10⁷ m⁻¹ i n_f = 2. Usporedi s tablicom.
- Objasni zašto valne duljine postaju kraće (viša energija) kako n_i raste, ali se razmak između uzastopnih linija (Hα, Hβ, Hγ) smanjuje — konvergiraju prema granici serije umjesto da se raspršuju u beskonačnost.
Gdje se ovo pojavljuje izvan laboratorija
- Balmerova serija jedina je serija vodika koja pada u vidljivi spektar (otprilike 400–700 nm) — zato je to ona povijesno prva otkrivena, od Johanna Balmera 1885., prije nego što je postojala ikakva atomska teorija. Objasni zašto Lymanova serija (pad na n = 1) i Paschenova serija (pad na n = 3) ispadaju izvan vidljive svjetlosti.
- Astronomi prepoznaju vodik u dalekim zvijezdama detekcijom ovih točnih Balmerovih valnih duljina u spektrima zvjezdane svjetlosti. Objasni zašto pronalaženje pomaknute (ne točne) Balmer-alfa valne duljine u spektru zvijezde kaže astronomima da se zvijezda giba u odnosu na Zemlju (Dopplerov učinak).
- AP Physics 2 — Unit 15: Modern Physics
- IB Physics — E.1 Structure of the atom
- General High School Physics — Modern physics intro
- NGSS High School Physics — Wave-particle duality of light
- Dobro došli u Balmer alfa
- Odaberi atom
- Pritisni Pokreni
- Vidljiva linija vodika
- Otvori ploču Svojstva
- Uspjelo ti je!
Otvori interaktivnu simulaciju za izgradnju scene, pritisni Pokreni i istražuj s mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.
Otvori interaktivni laboratorij →