Moderna fizika

Lymanova α linija

Ultraljubičasta Lymanova serija — prijelaz u osnovno stanje.

Lymanova α linija — interaktivna simulacija: Moderna fizika. Ultraljubičasta Lymanova serija — prijelaz u osnovno stanje. Besplatan virtualni laboratorij fizike u pregledniku sa SI mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.

Lymanova serija

Ultraljubičasta Lymanova serija — prijelaz u osnovno stanje.

Prijelazi na n = 1 daju ultraljubičaste linije Lymanove serije kraće valne duljine od Balmerove. Lyman-α na 121.6 nm ističe se u astrofizičkim oblacima vodika i bila je ključna za istraživanje međugalaktičkog medija.

• UV prijelaz
• n → 1

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

Elektroni koji padaju sve do osnovnog stanja (n = 1) emitiraju Lymanovu seriju. U usporedbi s Balmerovom serijom (pad na n = 2), očekuješ li da Lymanovi fotoni imaju više ili manje energije?

Predviđanja za odvagnuti

• Manje energije od Balmerovih prijelaza.
• Više energije (kraća valna duljina) — pad u osnovno stanje oslobađa veći energetski jaz od pada na n = 2.
• Ista energija kao ekvivalentni Balmerovi prijelazi.

Uloge varijabli

Što postavljaš:

• Početna razina n_i

Što mjeriš:

• Emitirana valna duljina λ (nm)

Kako istraživanje teče

1. Otvori postav lyman-alpha i pritisni Resetiraj. Zadani prijelaz ovog postava je n = 2 → n = 1 (Lyman-alfa).
2. Omogući očitanje emitirane valne duljine.
3. Postavi početnu razinu energije n_initial za svaki pokušaj (padajući na n_final = 1) i zabilježi emitiranu valnu duljinu.

Odgovarajuća jednadžba

Lymanova serija (prijelazi u osnovno stanje) — λ = hc/ΔE

Prijelazi koji završavaju na n_f = 1 oslobađaju najveće moguće energetske jazove u vodiku, budući da osnovno stanje sjedi daleko ispod svake pobuđene razine — dajući spektralnu seriju najkraćih valnih duljina (najviše energije), u cijelosti u ultraljubičastom.

Što ispisivi radni list traži od učenika da izrade

• Za jedan pokušaj izračunaj 1/λ = R(1/n_f² − 1/n_i²) koristeći n_f = 1. Usporedi s tablicom. Potvrdi da sve tri valne duljine padaju ispod 122 nm — duboko ultraljubičasto, nevidljivo oku.
• Usporedi svoje Lymanove valne duljine s valnim duljinama vidljive svjetlosti pokusa balmer-alpha. Objasni zašto pad na n = 1 (mnogo veći energetski jaz od pada na n = 2) uvijek daja fotone više energije, kraće valne duljine.

Gdje se ovo pojavljuje izvan laboratorija

• Ultraljubičastu svjetlost Lymanove serije Zemljina atmosfera gotovo u cijelosti apsorbira prije nego dođe do tla. Objasni zašto su za promatranje Lyman-alfa emisije vodika iz dalekih astronomskih objekata potrebni svemirski teleskopi (a ne zemaljski).
• Kako n_i → ∞, 1/λ približava se točno R (granica serije), što odgovara elektronu koji jedva bježi iz atoma u cijelosti (ionizacija), a ne određenom prijelazu. Koristeći svoju formulu, objasni zašto granica serije predstavlja energiju ionizacije iz osnovnog stanja.

• 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

1. Dobro došli u Lyman alfa
2. Odaberi atom
3. Pritisni Pokreni
4. Ultraljubičasti prijelaz
5. Otvori ploču Svojstva
6. Uspjelo ti je!

Otvori interaktivnu simulaciju za izgradnju scene, pritisni Pokreni i istražuj s mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.

Otvori interaktivni laboratorij →

Preuzmi radni list →

Bohrov model i spektri vodika