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
- Nyisd meg a balmer-alpha előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. Az előbeállítás alapértelmezett átmenete n = 3 → n = 2 (Hα, a vörös Balmer-vonal).
- Engedélyezd a kibocsátott hullámhossz kijelzőt.
- Állítsd be a kiinduló energiaszintet n_initial minden mérésnél (az n_final = 2-re esve), és rögzítsd a kibocsátott hullámhosszat.
Vezéregyenlet
A foton hullámhossz–energia összefüggése — λ = hc/ΔE
Amint a Bohr-modell energiaszint-átmenete (n_i-ről n_f-re) megadja a kibocsátott foton ΔE energiáját, a hullámhossza közvetlenül a λ = hc/ΔE összefüggésből következik — ez ugyanaz a kapcsolat, amely bármely foton energiáját a hullámhosszához köti. Maguknak a szinteknek a távolsága, így ΔE is, a Rydberg-formula 1/λ = R(1/n_f² − 1/n_i²) alapján adódik.
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 = 1.09678×10⁷ 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
- Üdv a Balmer Alfánál
- Válaszd ki az atomot
- Nyomd meg az Indítást
- Látható hidrogénvonal
- Nyisd meg a Tulajdonságok panelt
- Sikerült!
Nyisd meg az interaktív szimulációt a jelenet megépítéséhez, nyomd meg az Indítást, és fedezz fel élő mérésekkel és vezetett tutoriallal.
A Bohr-féle atommodell és a hidrogénspektrum