Moderna fizika
Paschenova β linija
Infracrvena Paschenova serija — emisija dulje valne duljine.
Paschenova β linija — interaktivna simulacija: Moderna fizika. Infracrvena Paschenova serija — emisija dulje valne duljine. Besplatan virtualni laboratorij fizike u pregledniku sa SI mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.
Paschenova serija
Infracrvena Paschenova serija — emisija dulje valne duljine.
Paschenova serija (prijelazi na n = 3) pada u infracrveno, pokazujući kako glavni kvantni broj određuje energiju fotona kroz desetljeća valnih duljina. Infracrvene linije pojavljuju se u hladnom vodikovom plinu i određenim prijelazima lasera.
- IR prijelaz
- n → 3
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 na n = 3 (Paschenova serija) oslobađaju manje energetske jazove od Balmerove ili Lymanove serije. Znači li to da Paschenovi fotoni padaju u infracrveno, izvan onoga što oko vidi?
Predviđanja za odvagnuti
- Da — manji energetski jazovi znače dulje valne duljine, gurajući Paschenove linije u infracrveno.
- Ne — Paschenove linije su i dalje vidljive.
- Paschenove linije su zapravo više energije, u rendgenskom rasponu.
Uloge varijabli
Što postavljaš:
- Početna razina n_i
Što mjeriš:
- Emitirana valna duljina λ (nm)
Kako istraživanje teče
- Otvori postav paschen-beta i pritisni Resetiraj. Zadani prijelaz ovog postava je n = 5 → n = 3 (Paschen-beta).
- Omogući očitanje emitirane valne duljine.
- Postavi početnu razinu energije n_initial za svaki pokušaj (padajući na n_final = 3) i zabilježi emitiranu valnu duljinu.
Odgovarajuća jednadžba
Paschenova serija (infracrveni prijelazi) — λ = hc/ΔE
Prijelazi koji završavaju na n_f = 3 uključuju manje energetske jazove od Balmerove (n_f = 2) ili Lymanove (n_f = 1) serije, budući da su razine višeg n gušće raspoređene — dajući fotone duljih valnih duljina, infracrvene.
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 = 3. Usporedi s tablicom. Potvrdi da sve tri valne duljine padaju iznad 1000 nm — infracrveno.
- Usporedi veličinu ovih valnih duljina s pokusima balmer-alpha i lyman-alpha. Objasni ukupni uzorak: serije koje završavaju na višem n_f (manji energetski jaz do referentne razine) daju fotone duljih valnih duljina, niže energije.
Gdje se ovo pojavljuje izvan laboratorija
- Razine energije vodika približavaju se kako n raste (E_n ∝ −1/n²), pa prijelazi između visokih razina oslobađaju manje energije od prijelaza koji uključuju niske razine. Objasni zašto ovo zgušnjavanje razina pri visokom n objašnjava da Paschenova serija (n_f = 3) obuhvaća širi raspon energija nego što bi prvo očekivao.
- Infracrvena astronomija koristi upravo ove Paschenove (i još dulje Brackettove, Pfundove) serijske linije za proučavanje vodika u prašnim područjima svemira gdje je vidljiva svjetlost blokirana. Zašto bi infracrvena svjetlost prodirala kroz kozmičku prašinu bolje od vidljive?
- 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 Paschen beta
- Odaberi atom
- Pritisni Pokreni
- Infracrveni prijelaz
- 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 →