Lymanova serija: ultraljubičaste linije vodika

1 · Predviđanje

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?

• 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.

2 · Postava

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.

3 · Prikupljanje podataka

Nacrtaj emitiranu valnu duljinu λ (y-os) naspram početne razine n_i (x-os) za svoja tri pokušaja.

4 · Analiza

1. 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.
2. 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.

5 · Proširenje

1. 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).
2. 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.

Fizika iza ovog pokusa

← Natrag na pokus

138 besplatnih radnih listova iz fizike za ispis