Modern fizika

Balmer α (Hα) vonal

Állítsd n_i→n_f-et — a kibocsátott vonal színe a Rydberg-képlet λ-jének felel meg.

Balmer α (Hα) vonal — interaktív Modern fizika szimuláció. Állítsd n_i→n_f-et — a kibocsátott vonal színe a Rydberg-képlet λ-jének felel meg. Ingyenes, böngészőben futó virtuális fizikalabor élő SI-mérésekkel és vezetett tutoriallal.

Balmer-sorozat

Állítsd n_i→n_f-et — a kibocsátott vonal színe a Rydberg-képlet λ-jének felel meg.

A hidrogén n = 2-re történő átmenetei látható Balmer-vonalakat bocsátanak ki a Rydberg-képlet 1/λ = R_H(1/4 − 1/n²) hullámhosszaival. A 656 nm-es Hα a legfényesebb vörös vonal — a csillagászatban a hidrogén azonosítására és a vöröseltolódás mérésére használják.

• 1/λ = R(1/2²−1/n²)
• Hα vörös vonal

Vizsgálódási összefoglaló

Tervezd meg a kérdést, mielőtt megnyitod a labort

Az összefoglaló a előrenderelt oldalt tükrözi: vezérlő kérdés, versengő jóslatok, változószerepek, vezérlő törvények, beállítás, elemzés és bővítési feladatok láthatóak és ebben a sorrendben maradnak.

Vezérlő kérdés

Egy elektron a hidrogénatomban egy magasabb energiaszintről az n = 2-es szintre esik, foton kibocsátásával (a Balmer-sorozat — a hidrogén emberi szemmel látható egyedüli vonalai). A kibocsátott hullámhossz függ attól, melyik szintről indult az elektron?

Mérlegelendő jóslatok

• Igen — a különböző kiindulási szintek különböző, diszkréten sűrűsödő hullámhosszakat adnak (a Balmer-vonalak Hα, Hβ, Hγ...).
• Nem — minden az n = 2-re eső átmenet ugyanazt a hullámhosszat bocsátja ki.
• A hullámhossz bármi lehet egy folytonos tartományban, nem diszkrét értékek.

Változószerepek

Amit te állítasz be:

• Kiindulási szint n_i

Amit mérsz:

• Kibocsátott hullámhossz λ (nm)

Hogyan fut a vizsgálódás

1. Nyisd meg a balmer-alpha előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. Az előbeállítás alapértelmezett átmenete n = 3 → n = 2 (Hα, a vörös Balmer-vonal).
2. Engedélyezd a kibocsátott hullámhossz kijelzőt.
3. Állítsd be a kiinduló energiaszintet n_initial minden mérésnél (az n_final = 2-re esve), és rögzítsd a kibocsátott hullámhosszat.

Vezéregyenlet

Rydberg-formula (Bohr-féle atommodell) — λ = hc/ΔE

A hidrogén-elektron n_i szintről n_f szintre esésekor kibocsátott fény hullámhossza az 1/λ = R(1/n_f² − 1/n_i²) összefüggést követi, ahol R a Rydberg-állandó — a Bohr-modell kvantált energiaszintjeinek közvetlen következménye.

Amit a nyomtatható munkalap megoldatnia ad a diákokkal

• Egy mérésnél számítsd ki az 1/λ = R(1/n_f² − 1/n_i²) a Rydberg-állandóval R = 1.097×10⁷ m⁻¹ és n_f = 2. Hasonlítsd a táblázathoz.
• Magyarázd meg, miért rövidülnek a hullámhosszak (magasabb energia), ahogy n_i nő, de az egymást követő vonalak (Hα, Hβ, Hγ) közti távolság zsugorodik — sorozathatárhoz tartanak, nem terjednek szét a végtelenbe.

Hol bukkan fel ez a laboron túl

• A Balmer-sorozat a hidrogén egyetlen sorozata, amely a látható spektrumba (kb. 400–700 nm) esik — ezért ez az, amelyet történelmileg először fedeztek fel, Johann Balmer által 1885-ben, még mielőtt a mögöttes atomelmélet létezett volna. Magyarázd meg, miért esik a Lyman-sorozat (n = 1-re esés) és a Paschen-sorozat (n = 3-ra esés) a látható fényen kívülre.
• A csillagászok a távoli csillagokban a hidrogént ezek pontos Balmer-hullámhosszak csillagfény-spektrumban való észlelésével azonosítják. Magyarázd meg, mit mond a csillagászoknak, ha egy eltolódott (nem pontos) Balmer-alfa hullámhosszat találnak egy csillag spektrumában (a Doppler-hatás).

• 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. Üdv a Balmer Alfánál
2. Válaszd ki az atomot
3. Nyomd meg az Indítást
4. Látható hidrogénvonal
5. Nyisd meg a Tulajdonságok panelt
6. Sikerült!

Nyisd meg az interaktív szimulációt a jelenet megépítéséhez, nyomd meg az Indítást, és fedezz fel élő mérésekkel és vezetett tutoriallal.

Interaktív labor megnyitása →

Munkalap letöltése →

A Bohr-féle atommodell és a hidrogénspektrum