Paschenova serija: infracrvene linije vodika

1 · Predviđanje

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?

• 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.

2 · Postava

1. Otvori postav paschen-beta i pritisni Resetiraj. Zadani prijelaz ovog postava je n = 5 → n = 3 (Paschen-beta).
2. Omogući očitanje emitirane valne duljine.
3. Postavi početnu razinu energije n_initial za svaki pokušaj (padajući na n_final = 3) 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 = 3. Usporedi s tablicom. Potvrdi da sve tri valne duljine padaju iznad 1000 nm — infracrveno.
2. 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.

5 · Proširenje

1. 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.
2. 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?

Fizika iza ovog pokusa

← Natrag na pokus

138 besplatnih radnih listova iz fizike za ispis