현대 물리
발머 α (Hα) 선
n_i→n_f를 설정하세요 — 방출선의 색이 리드베리 공식에서 나온 λ와 일치합니다.
발머 α (Hα) 선 — 인터랙티브 현대 물리 시뮬레이션. n_i→n_f를 설정하세요 — 방출선의 색이 리드베리 공식에서 나온 λ와 일치합니다. 실시간 SI 측정값과 안내형 튜토리얼을 제공하는 무료 브라우저 기반 가상 물리 실험실입니다.
발머 계열
n_i→n_f를 설정하세요 — 방출선 색이 Rydberg 공식의 λ와 일치합니다.
수소 원자가 n = 2로 전이하면 뤼드베리 공식 1/λ = R_H(1/4 − 1/n²)에서 나오는 파장의 가시광 발머 계열 선을 방출합니다. 656 nm의 Hα는 가장 밝은 붉은 선으로, 천문학에서 수소를 식별하고 적색편이를 측정하는 데 사용됩니다.
- 1/λ = R(1/2²−1/n²)
- Hα 붉은 선
조사 개요
랩을 열기 전에 질문을 계획하세요.
이 브리프는 사전 렌더링된 페이지를 반영합니다. 탐구 질문, 서로 다른 예측, 변수의 역할, 지배 법칙, 설정, 분석 및 확장 질문을 이 순서로 계속 표시합니다.
운전 질문
수소 원자의 전자는 더 높은 에너지 준위에서 n = 2 준위로 떨어지면서 광자를 방출합니다(발머 계열 - 인간의 눈에 보이는 유일한 수소선). 방출된 파장은 전자가 어느 수준에서 시작되었는지에 따라 달라 집니까?
검토할 예측
- 예 — 시작 준위가 다르면 서로 다른, 이산적인 간격의 파장이 나타납니다(발머 계열의 Hα, Hβ, Hγ...).
- 아니요. n = 2로 내려가는 모든 전이는 동일한 파장을 방출합니다.
- 파장은 불연속 값이 아닌 연속 범위의 모든 값이 될 수 있습니다.
다양한 역할
설정하는 것:
- 시작 레벨 n_i
측정하는 것:
- 방출 파장 λ (nm)
실험 진행 방법
- “발머-알파(balmer-alpha)” 프리셋을 열고 초기화를 누르세요. 이 프리셋의 기본 전이는 n = 3 → n = 2(Hα, 빨간색 발머선)입니다.
- 방출 파장 표시를 활성화하세요.
- 각 시행에 대해 시작 에너지 수준 n_initial을 설정하고(n_final = 2로 떨어짐) 방출된 파장을 기록합니다.
지배방정식
Rydberg 공식(보어 모델) — λ = hc/ΔE
수소 전자가 n_i 레벨에서 n_f 레벨로 떨어질 때 방출되는 빛의 파장은 1/λ = R(1/n_f² − 1/n_i²)을 따릅니다. 여기서 R은 리드베리 상수(Bohr 모델의 양자화된 에너지 레벨의 직접적인 결과)입니다.
인쇄용 실험지에서 학생이 계산할 내용
- 한 시행에 대해, 뤼드베리 상수 R = 1.097×10⁷ m⁻¹와 n_f = 2를 사용하여 1/λ = R(1/n_f² − 1/n_i²)를 계산하세요. 표와 비교하세요.
- n_i가 증가함에 따라 파장이 더 짧아지고(에너지가 높아짐) 연속 선(Hα, Hβ, Hγ) 사이의 간격이 줄어드는 이유를 설명하십시오. 즉, 무한정 퍼지기보다는 계열 한계를 향해 수렴됩니다.
실험 밖에서의 활용
- 발머 계열은 가시 스펙트럼(약 400~700nm)에 해당하는 유일한 수소 계열입니다. 이것이 바로 기본 원자 이론이 존재하기 전인 1885년 요한 발머가 역사적으로 최초로 발견한 계열입니다. Lyman 계열(n = 1로 감소)과 Paschen 계열(n = 3으로 감소)이 가시광선 밖에 있는 이유를 설명하십시오.
- 천문학자들은 별빛 스펙트럼에서 이러한 정확한 발머 파장을 감지하여 먼 별에서 수소를 식별합니다. 별의 스펙트럼에서 이동된(정확하지 않은) 발머-알파 파장을 발견하면 천문학자들에게 별이 지구를 기준으로 움직이고 있음을 알려주는 이유(도플러 효과)를 설명하십시오.
- 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
- 발머 α 선에 오신 것을 환영합니다
- 원자 선택
- 재생을 누르세요
- 가시 수소 선
- 검사기 열기
- 잘 하셨습니다!
대화형 시뮬레이션을 열어 장면을 빌드하고 재생을 누른 뒤, 실시간 측정 및 가이드 튜토리얼과 함께 탐구해 보세요.