Modernā fizika

Pasiena β līnija

Infrasarkanā Pasiena sērija — garāka viļņa garuma emisija.

Pasiena β līnija — interaktīva Modernā fizika simulācija. Infrasarkanā Pasiena sērija — garāka viļņa garuma emisija. Bezmaksas virtuālā fizikas laboratorija pārlūkā ar dzīviem SI mērījumiem un vadītu pamācību.

Pasiena sērija

Infrasarkanā Pasiena sērija — garāka viļņa garuma emisija.

Pasiena sērija (pārejas uz n = 3) atrodas infrasarkanajā apgabalā, ilustrējot, kā pamatkvantu skaitlis nosaka fotona enerģiju dažādos viļņa garuma gadu desmitos. Infrasarkanās līnijas parādās vēsā ūdeņraža gāzē un atsevišķās lāzera pārejās.

• IR pāreja
• n → 3

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 uz n = 3 (Pasiena sērija), atbrīvo mazākas enerģijas spraugas nekā Balmera vai Limana sērijas. Vai tas nozīmē, ka Pasiena fotoni iekrīt infrasarkanajā, aiz tā, ko acs var redzēt?

Prognozes, ko svērt

• Jā — mazākas enerģijas spraugas nozīmē garākus viļņa garumus, stumjot Pasiena līnijas infrasarkanajā.
• Nē — Pasiena līnijas joprojām ir redzamas.
• Pasiena līnijas patiesībā ir augstākas enerģijas, rentgena diapazonā.

Lielumu lomas

Ko tu iestati:

• Sākuma līmenis n_i

Ko tu mēri:

• Izstarotais viļņa garums λ (nm)

Kā izpēte norit

1. Atver Pasiena beta eksperimentu un nospied Atiestatīt. Šī eksperimenta noklusējuma pāreja ir n = 5 → n = 3 (Pasiena-beta).
2. Ieslēdz izstarotā viļņa garuma rādījumu.
3. Iestati sākuma enerģijas līmeni n_initial katram mēģinājumam (krītot uz leju uz n_final = 3) un ieraksti izstaroto viļņa garumu.

Noteicošais vienādojums

Pasiena sērija (infrasarkanās pārejas) — λ = hc/ΔE

Pārejas, kas beidzas pie n_f = 3, iesaista mazākas enerģijas spraugas nekā Balmera (n_f = 2) vai Limana (n_f = 1) sērijas, tā kā augstāka n līmeņi ir ciešāk izvietoti — radot garāka viļņa garuma, infrasarkanos fotonus.

Ko drukājamā darba lapa liek skolēniem izrēķināt

• Vienam mēģinājumam izrēķini 1/λ = R(1/n_f² − 1/n_i²) ar n_f = 3. Salīdzini ar tabulu. Apstiprini, ka visi trīs viļņa garumi krītas virs 1000 nm — infrasarkanā.
• Salīdzini šo viļņa garumu izmērus ar Balmera alfa un Limana alfa eksperimentiem. Izskaidro kopējo rakstu: sērijas, kas beidzas pie augstāka n_f (mazāka enerģijas sprauga līdz pamata atskaites līmenim), rada garāka viļņa garuma, zemākas enerģijas fotonus.

Kur tas parādās ārpus laboratorijas

• Ūdeņraža enerģijas līmeņi kļūst tuvāki kopā, n augot (E_n ∝ −1/n²), tāpēc pārejas starp augstiem līmeņiem atbrīvo mazāk enerģijas nekā pārejas, kas iesaista zemos līmeņus. Izskaidro, kāpēc šī līmeņu saspiešanās pie augsta n izskaidro, kāpēc Pasiena sērija (n_f = 3) aptver platāku enerģiju diapazonu, nekā tu varētu sākotnēji sagaidīt.
• Infrasarkanā astronomija izmanto tieši šīs Pasiena (un vēl garāko viļņa garumu Breketa, Pfunda) sēriju līnijas, lai pētītu ūdeņradi putekļainos kosmosa apgabalos, kur redzamā gaisma ir bloķēta. Kāpēc infrasarkanā gaisma caurspiežas cauri kosmiskajiem putekļiem labāk nekā redzamā gaisma?

• 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 Pasiena beta eksperimentā
2. Atlasīts atomu
3. Nospied „Atskaņot”
4. Infrasarkanā 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