Lymano serija: ultravioletinės vandenilio linijos

1 · Spėk

Elektronams krintant visą kelią iki pagrindinės būsenos (n = 1), spinduliuojama Lymano serija. Lyginant su Balmerio serija (krentant į n = 2), ar tikėtumeisi, kad Lymano fotonai turi daugiau ar mažiau energijos?

• Mažiau energijos nei Balmerio šuoliai.
• Daugiau energijos (trumpesnis bangos ilgis) — kritimas į pagrindinę būseną atlaisvina didesnį energijos tarpą nei kritimas į n = 2.
• Ta pati energija kaip atitinkamų Balmerio šuolių.

2 · Paruošk

1. Atidaryk „Lymano serija“ eksperimentą ir spausk Atstatyti. Šio eksperimento numatytasis šuolis yra n = 2 → n = 1 (Lymano-alfa).
2. Įjunk spinduliuojamo bangos ilgio rodmuo.
3. Nustatyk pradinį energijos lygį n_initial kiekvienam bandymui (krentant žemyn iki n_final = 1) ir užsirašyk spinduliuojamą bangos ilgį.

3 · Rink duomenis

Braišyk spinduliuojamą bangos ilgį λ (y ašis) prieš pradinį lygį n_i (x ašis) savo trims bandymams.

4 · Analizuok

1. Vienam bandymui apskaičiuok 1/λ = R(1/n_f² − 1/n_i²) naudodamas n_f = 1. Palygink su lentele. Patvirtink, kad visi trys bangos ilgiai krenta žemiau 122 nm — gilioji ultravioletinė, nematoma akiai.
2. Palygink savo Lymano bangos ilgius su „Balmerio serija“ eksperimento matomos šviesos bangų ilgiais. Paaiškink, kodėl kritimas į n = 1 (gerokai didesnis energijos tarpas nei kritimas į n = 2) visada gamina didesnės energijos, trumpesnio bangos ilgio fotonus.

5 · Išplėsk

1. Lymano serijos ultravioletinę šviesą Žemės atmosfera beveik visą sugeria dar nepasiekusi žemės. Paaiškink, kodėl kosminiai teleskopai (o ne antžeminiai) reikalingi stebint vandenilio Lymano-alfos emisiją iš tolimų astronominių objektų.
2. n_i → ∞, 1/λ artėja tiksliai R (serijos ribą), atitinkančią elektroną, vos vos pabėgantį iš atomo (jonizaciją), o ne konkretų šuolį. Naudodamas savo formulę paaiškink, kodėl serijos riba atspinka jonizacijos energiją iš pagrindinės būsenos.

Fizika už šio eksperimento

← Grįžti prie eksperimento

138 nemokami spausdinami fizikos darbo lapai