Modern fizika

Paschen β vonal

Infravörös Paschen-sorozat — hosszabb hullámhosszú kibocsátás.

Paschen β vonal — interaktív Modern fizika szimuláció. Infravörös Paschen-sorozat — hosszabb hullámhosszú kibocsátás. Ingyenes, böngészőben futó virtuális fizikalabor élő SI-mérésekkel és vezetett tutoriallal.

Paschen-sorozat

Infravörös Paschen-sorozat — hosszabb hullámhosszú kibocsátás.

A Paschen-sorozat (n = 3-ra történő átmenetek) az infravörösbe esik, szemléltetve, hogyan határozza meg a fő kvantumszám a fotonenergiát évtizedekkel szélesebb hullámhossz-tartományban. Az infravörös vonalak hideg hidrogéngázban és bizonyos lézerátmenetekben jelennek meg.

• IR-átmenet
• n → 3

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

Az n = 3-ra eső elektronok (a Paschen-sorozat) kisebb energiakülönbségeket szabadítanak fel, mint a Balmer- vagy Lyman-sorozat. Ez azt jelenti, hogy a Paschen-fotonok az infravörösbe esnek, a szem által láthatón túl?

Mérlegelendő jóslatok

• Igen — a kisebb energiakülönbségek hosszabb hullámhosszat jelentenek, ami az infravörösbe tolja a Paschen-vonalakat.
• Nem — a Paschen-vonalak még mindig láthatók.
• A Paschen-vonalak valójában nagyobb energiájúak, röntgen-tartományban.

Változószerepek

Amit te állítasz be:

• Kiindulási szint n_i

Amit mérsz:

• Kibocsátott hullámhossz λ (nm)

Hogyan fut a vizsgálódás

1. Nyisd meg a paschen-beta előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. Az előbeállítás alapértelmezett átmenete n = 5 → n = 3 (Paschen-béta).
2. Engedélyezd a kibocsátott hullámhossz kijelzőt.
3. Állítsd be a kiinduló energiaszintet n_initial minden mérésnél (az n_final = 3-ra esve), és rögzítsd a kibocsátott hullámhosszat.

Vezéregyenlet

Paschen-sorozat (infravörös átmenetek) — λ = hc/ΔE

Az n_f = 3-ra végződő átmenetek kisebb energiakülönbségeket jelentenek, mint a Balmer- (n_f = 2) vagy Lyman- (n_f = 1) sorozat, mert a magasabb n szintek sűrűbbek — ezért hosszabb hullámhosszú, infravörös fotonok.

Amit a nyomtatható munkalap megoldatnia ad a diákokkal

• Egy mérésnél számítsd ki az 1/λ = R(1/n_f² − 1/n_i²) n_f = 3 használatával. Hasonlítsd a táblázathoz. Erősítsd meg, hogy mindhárom hullámhossz 1000 nm felett van — infravörös.
• Hasonlítsd össze e hullámhosszak nagyságát a balmer-alpha és lyman-alpha kísérletekével. Magyarázd meg az általános mintát: a magasabb n_f-en végződő sorozatok (kisebb energiakülönbség az alapreferencia-szintig) hosszabb hullámhosszú, kisebb energiájú fotonokat adnak.

Hol bukkan fel ez a laboron túl

• A hidrogén energiaszintjei egyre közelebb kerülnek egymáshoz, ahogy n nő (E_n ∝ −1/n²), tehát a magas szintek közti átmenetek kevesebb energiát szabadítanak fel, mint a mély szinteket érintő átmenetek. Magyarázd meg, miért magyarázza a szintek sűrűsödése a magas n-nél, hogy a Paschen-sorozat (n_f = 3) tágabb energiatartományt ölel fel, mint elsőre gondolnád.
• Az infravörös csillagászat pontosan ezeket a Paschen- (és a még hosszabb hullámhosszú Brackett-, Pfund-) sorozatvonalaokat használja a hidrogén tanulmányozására az űr poros területein, ahol a látható fény el van árnyékolva. Miért hatolhat át az infravörös fény jobban a kozmikus poron, mint a látható?

• 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 Paschen Betánál
2. Válaszd ki az atomot
3. Nyomd meg az Indítást
4. Infravörös átmenet
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