बामर मालिका: दृश्य हायड्रोजन वर्णपटरेषा

1 · अनुमान

हायड्रोजन अणूतील इलेक्ट्रॉन उच्च ऊर्जा-पातळीतून n = 2 वर उतरतो, फोटॉन सोडतो (बामर मालिका — मानवी डोळ्याला दिसणाऱ्या एकमेव हायड्रोजन रेषा). सोडलेली तरंगलांबी इलेक्ट्रॉन कोणत्या पातळीतून सुरू झाला यावर अवलंबूण का?

• हो — वेगळ्या सुरुवातीच्या पातळ्या वेगळ्या, स्वतंत्र-अंतराच्या तरंगलांब्या देतात (बामर रेषा Hα, Hβ, Hγ...).
• नाही — n = 2 कडे उतरणारे प्रत्येक संक्रमण तीच तरंगलांबी सोडते.
• तरंगलांबी सातत्यपूर्ण श्रेणीत कोणतीही असू शकते, स्वतंत्र मूल्ये नाहीत.

2 · मांडणी

1. बामर-अल्फा प्रीसेट उघडा व पुन्हा सेट दाबा. या प्रीसेटचे पूर्वनिर्धारित संक्रमण n = 3 → n = 2 (Hα, लाल बामर रेषा).
2. सोडलेली-तरंगलांबी वाचन सुरू करा.
3. प्रत्येक फेरीसाठी सुरुवातीची ऊर्जा-पातळी n_initial निश्चित करा (n_final = 2 कडे उतरत) व सोडलेली तरंगलांबी नोंदवा.

3 · डेटा गोळा करा

तुमच्या तीन फेर्यांसाठी 1/λ (y-अक्ष) विरुद्ध 1/n_i² (x-अक्ष) काढा. रेषा सरळ आहे का?

4 · विश्लेषण

1. एका फेरीसाठी ऱ्युडबर्ग स्थिरांक R = 1.09678×10⁷ m⁻¹ व n_f = 2 सह 1/λ = R(1/n_f² − 1/n_i²) काढा. तक्त्याशी तुलना करा.
2. n_i वाढताना तरंगलांब्या लहान (जास्त ऊर्जा) का होतात पण उत्तरानुक्रमिक रेषांमधील अंतर (Hα, Hβ, Hγ) का आकुंचित होते — त्या अनंत पसरण्याऐवजी मालिका-मर्यादेकडे का न जाता एकमेकांना जवळ येतात ते स्पष्ट करा.

5 · विस्तार

1. बामर मालिका ही एकमेव हायड्रोजन मालिका आहे जी दृश्य वर्णपटात येते (सुमारे 400-700 nm) — म्हणूनच ती ऐतिहासिकदृष्ट्या पहिली सापडली, जोहान बामरने 1885 मध्ये, खाली असलेल्या अणु-सिद्धांताच्या अस्तित्वाआधीच. लायमन मालिका (n = 1 कडे) व पाशन मालिका (n = 3 कडे) दृश्य प्रकाशाबाहेर का पडतात ते स्पष्ट करा.
2. खगोलशास्त्रज्ञ दूरच्या ताऱ्यांतील हायड्रोजन याच बामर तरंगलांब्या ताऱ्याच्या प्रकाशाच्या वर्णपटात सापडल्यावर ओळखतात. ताऱ्याच्या वर्णपटात हलवलेली (नेमकी नसलेली) बामर-अल्फा तरंगलांबी सापडल्यावर तारा पृथ्वीच्या सापेक्ष हालतो आहे (डॉप्लर परिणाम) असे त्यांना का सांगते ते स्पष्ट करा.

या प्रयोगामागील भौतिकशास्त्र

← प्रयोगाकडे परत

138 मोफत मुद्रणयोग्य भौतिकशास्त्र प्रयोगशाळा कार्यपत्रिका