पाशन मालिका: अवरक्त हायड्रोजन रेषा

1 · अनुमान

n = 3 कडे उतरणारी इलेक्ट्रॉने (पाशन मालिका) बामर किंवा लायमन मालिकेपेक्षा लहान ऊर्जा-अंतर सोडतात. याचा अर्थ पाशन फोटॉन डोळ्याला दिसणाऱ्या पलीकडे अवरक्तात येतात का?

• हो — लहान ऊर्जा-अंतर म्हणजे लांब तरंगलांब्या, पाशन रेषा अवरक्तात ढकलतात.
• नाही — पाशन रेषा तरी दृश्य आहेत.
• पाशन रेषा उलट जास्त ऊर्जेच्या, X-किरण श्रेणीत.

2 · मांडणी

1. पाशन-बीटा प्रीसेट उघडा व पुन्हा सेट दाबा. या प्रीसेटचे पूर्वनिर्धारित संक्रमण n = 5 → n = 3 (पाशन-बीटा).
2. सोडलेली-तरंगलांबी वाचन सुरू करा.
3. प्रत्येक फेरीसाठी सुरुवातीची ऊर्जा-पातळी n_initial निश्चित करा (n_final = 3 कडे उतरत) व सोडलेली तरंगलांबी नोंदवा.

3 · डेटा गोळा करा

तुमच्या तीन फेर्यांसाठी सोडलेली तरंगलांबी λ (y-अक्ष) विरुद्ध सुरुवातीची पातळी n_i (x-अक्ष) काढा.

4 · विश्लेषण

1. एका फेरीसाठी n_f = 3 सह 1/λ = R(1/n_f² − 1/n_i²) काढा. तक्त्याशी तुलना करा. तिन्ही तरंगलांब्या 1000 nm वर येतात — अवरक्त — याची पुष्टी करा.
2. या तरंगलांब्यांचा आकार बामर-अल्फा व लायमन-अल्फा प्रयोगांशी तुलना करा. संपूर्ण नमुना स्पष्ट करा: जास्त n_f वर संपणाऱ्या मालिका (भूमि-संदर्भ पातळीपासून लहान ऊर्जा-अंतर) लांब-तरंगलांबीचे, कमी-ऊर्जेचे फोटॉन देतात.

5 · विस्तार

1. n वाढताना हायड्रोजनच्या ऊर्जा-पातळ्या एकमेकांना जवळ येतात (E_n ∝ −1/n²), म्हणून उच्च पातळ्यांदरम्यानची संक्रमणे कमी ऊर्जा सोडतात. उच्च n वरीली ही पातळी-गर्दी पाशन मालिकेने (n_f = 3) बामर किंवा लायमनपेक्षा जास्त रुंद तरंगलांबी-श्रेणी का व्यापते ते स्पष्ट करा — तिची निरपेक्ष ऊर्जा-श्रेणी तिन्हीत सर्वांत लहान असूनही (लहान, जवळ-जवळच्या ऊर्जा 1/E = λ/hc मध्ये ताणलेल्या पसरण्यात रूपांतरित होतात).
2. अवरक्त खगोलशास्त्र नेमक्या या पाशन (व अजून लांब ब्रॅकेट, पफुंड) मालिका-रेषा वापरून अशा धूळ भरलेल्या अवकाश-भागांतील हायड्रोजन अभ्यासते जिथे दृश्य प्रकाश अडवला जातो. अवरक्त प्रकाश विश्व-धूळ दृश्य प्रकाशापेक्षा चांगला का भेदू शकतो?

या प्रयोगामागील भौतिकशास्त्र

← प्रयोगाकडे परत

138 मोफत मुद्रणयोग्य भौतिकशास्त्र प्रयोगशाळा कार्यपत्रिका