Modernā fizika

Limana α līnija

Ultravioletā Limana sērija — pāreja uz pamatstāvokli.

Limana α līnija — interaktīva Modernā fizika simulācija. Ultravioletā Limana sērija — pāreja uz pamatstāvokli. Bezmaksas virtuālā fizikas laboratorija pārlūkā ar dzīviem SI mērījumiem un vadītu pamācību.

Limana sērija

Ultravioletā Limana sērija — pāreja uz pamatstāvokli.

Pārejas uz n = 1 rada ultravioletās Limana sērijas līnijas īsākā viļņa garumā nekā Balmera. Limana-α pie 121.6 nm ir izteikta astrofizikālos ūdeņraža mākoņos un bija atslēga starpgalaktiskās vides pētīšanai.

• UV pāreja
• n → 1

Izpētes kopsavilkums

Izplāno jautājumu, pirms atver laboratoriju

Īss apraksts atspoguļo iepriekšrenderēto lapu: virzošais jautājums, konkurējošās prognozes, mainīgo lielumu lomas, noteicošie likumi, iestatījums, analīze un paplašinājuma jautājumi paliek redzami un šajā secībā.

Virzošais jautājums

Elektroni, krītot visu ceļu līdz pamatstāvoklim (n = 1), izstaro Limana sēriju. Salīdzinājumā ar Balmera sēriju (krītot uz n = 2), vai tu sagaidītu Limana fotoniem vairāk vai mazāk enerģijas?

Prognozes, ko svērt

• Mazāk enerģijas nekā Balmera pārejas.
• Vairāk enerģijas (īsāks viļņa garums) — krišana uz pamatstāvokli atbrīvo lielāku enerģijas spraugu nekā krišana uz n = 2.
• Tā pati enerģija kā ekvivalentām Balmera pārejām.

Lielumu lomas

Ko tu iestati:

• Sākuma līmenis n_i

Ko tu mēri:

• Izstarotais viļņa garums λ (nm)

Kā izpēte norit

1. Atver Limana alfa eksperimentu un nospied Atiestatīt. Šī eksperimenta noklusējuma pāreja ir n = 2 → n = 1 (Limana-alfa).
2. Ieslēdz izstarotā viļņa garuma rādījumu.
3. Iestati sākuma enerģijas līmeni n_initial katram mēģinājumam (krītot uz leju uz n_final = 1) un ieraksti izstaroto viļņa garumu.

Noteicošais vienādojums

Limana sērija (pamatstāvokļa pārejas) — λ = hc/ΔE

Pārejas, kas beidzas pie n_f = 1, atbrīvo lielākās iespējamās enerģijas spraugas ūdeņradī, tā kā pamatstāvoklis sēž tālu zem katra ierosinātā līmeņa — radot īsākā viļņa garuma (augstākās enerģijas) spektra sēriju, pilnīgi ultravioletajā.

Ko drukājamā darba lapa liek skolēniem izrēķināt

• Vienam mēģinājumam izrēķini 1/λ = R(1/n_f² − 1/n_i²) ar n_f = 1. Salīdzini ar tabulu. Apstiprini, ka visi trīs viļņa garumi krītas zem 122 nm — dziļi ultravioletā, neredzami acij.
• Salīdzini savus Limana viļņa garumus ar Balmera alfa eksperimenta redzamās gaismas viļņa garumiem. Izskaidro, kāpēc krišana uz n = 1 (daudz lielāka enerģijas sprauga nekā krišana uz n = 2) vienmēr rada augstākas enerģijas, īsāka viļņa garuma fotonus.

Kur tas parādās ārpus laboratorijas

• Limana sērijas ultravioletā gaisma gandrīz pilnīgi tiek absorbēta Zemes atmosfērā, pirms sasniegt zemi. Izskaidro, kāpēc kosmosa teleskopi (nevis uz zemes balstītie) ir vajadzīgi, lai novērotu ūdeņraža Limana-alfa emisiju no tāliem astronomiskiem objektiem.
• n_i → ∞, 1/λ tuvojas R precīzi (sērijas robeža), atbilstoši elektronam, kas tikko izbēg no atoma pavisam (ionizācija), nevis specifiskai pārejai. Izmantojot savu formulu, izskaidro, kāpēc sērijas robeža apzīmē ionizācijas enerģiju no pamatstāvokļa.

• 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. Sveicināts Limana alfa eksperimentā
2. Atlasīts atomu
3. Nospied „Atskaņot”
4. Ultravioletā pāreja
5. Atver Īpašību paneli
6. Tev izdevās!

Atver interaktīvo simulāciju, lai uzbūvētu ainu, spiestu „Atskaņot“ un izpētītu to ar dzīviem mērījumiem un vadītu pamācību.

Atvērt interaktīvo laboratoriju →

Lejupielādēt darba lapu →

Bora modelis un ūdeņraža spektri