Pašeno serija: infraraudonosios vandenilio linijos

1 · Spėk

Elektronams krintant į n = 3 (Pašeno serija) atlaisvinami mažesni energijos tarpai nei Balmerio ar Lymano serijose. Ar tai reiškia, kad Pašeno fotonai krenta infraraudonojoje, už to, ką akis gali matyti?

• Taip — mažesni energijos tarpai reiškia ilgesnius bangos ilgius, stumiančius Pašeno linijas į infraraudonąją.
• Ne — Pašeno linijos vis dar matomos.
• Pašeno linijos iš tikrųjų didesnės energijos, rentgeno diapazone.

2 · Paruošk

1. Atidaryk „Pašeno serija“ eksperimentą ir spausk Atstatyti. Šio eksperimento numatytasis šuolis yra n = 5 → n = 3 (Pašeno-beta).
2. Įjunk spinduliuojamo bangos ilgio rodmuo.
3. Nustatyk pradinį energijos lygį n_initial kiekvienam bandymui (krentant žemyn iki n_final = 3) 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 = 3. Palygink su lentele. Patvirtink, kad visi trys bangos ilgiai yra didesni nei 1000 nm — infraraudonojoje srityje.
2. Palygink šių bangų ilgių dydį su „Balmerio serija“ ir „Lymano serija“ eksperimentais. Paaiškink bendrąjį raštą: serijos, baigiančios aukštesniu n_f (mažesnis energijos tarpas iki pagrindinio atskaitos lygio), gamina ilgesnio bangos ilgio, mažesnės energijos fotonus.

5 · Išplėsk

1. Vandenilio energijos lygiai artėja vienas prie kito n augant (E_n ∝ −1/n²), tad šuoliai tarp aukštų lygių atlaisvina mažiau energijos nei šuoliai su žemais lygiais. Paaiškink, kodėl šis lygių susigrūdimas aukštame n paaiškina, kodėl Pašeno serija (n_f = 3) apima platesnį energijų rėžą, nei galėjai iš pradžių tikėtis.
2. Infraraudonoji astronomija naudoja būtent šias Pašeno (ir dar ilgesnio bangos ilgio Bracketto, Pfundo) serijų linijas vandeniliui tirti dulkingose kosmoso vietose, kur matoma šviesa užblokuota. Kodėl infraraudonoji šviesa gali geriau prasiskverbti pro kosmines dulkas nei matoma šviesa?

Fizika už šio eksperimento

← Grįžti prie eksperimento

138 nemokami spausdinami fizikos darbo lapai