Fizik Moden
Garis Balmer α (Hα)
Tetapkan n_i→n_f -- warna garis pemancaran sepadan dengan λ daripada formula Rydberg.
Garis Balmer α (Hα) — simulasi Fizik Moden interaktif. Tetapkan n_i→n_f -- warna garis pemancaran sepadan dengan λ daripada formula Rydberg. Makmal fizik maya berasaskan pelayar percuma dengan pengukuran SI langsung dan tutorial berpandu.
Siri Balmer
Tetapkan n_i→n_f -- warna garis pemancaran sepadan dengan λ daripada formula Rydberg.
Peralihan hidrogen ke n = 2 memancarkan garis Balmer tampak dengan panjang gelombang daripada formula Rydberg 1/λ = R_H(1/4 − 1/n²). Hα pada 656 nm ialah garis merah paling cerah -- digunakan dalam astronomi untuk mengenal pasti hidrogen dan mengukur anjakan merah.
- 1/λ = R(1/2²−1/n²)
- Garis merah Hα
Ringkasan penyiasatan
Rancang soalannya sebelum anda membuka makmal
Ringkasan ini menggambarkan halaman pra-render: soalan pemacu, ramalan bersaing, peranan pemboleh ubah, hukum pengawal, susunan, analisis dan gesaan lanjutan kekal kelihatan dan mengikut turutan ini.
Soalan pemacu
Satu elektron dalam atom hidrogen turun daripada aras tenaga lebih tinggi ke aras n = 2, memancarkan satu foton (siri Balmer -- satu-satunya garis hidrogen tampak pada mata manusia). Adakah panjang gelombang terpancar bergantung pada aras mana elektron bermula?
Ramalan untuk ditimbang
- Ya -- aras permulaan berbeza memberi panjang gelombang berbeza yang berjarak diskrit (garis Balmer Hα, Hβ, Hγ...).
- Tidak -- setiap peralihan turun ke n = 2 memancarkan panjang gelombang yang sama.
- Panjang gelombang boleh jadi apa-apa dalam julat berterusan, bukan nilai diskrit.
Peranan pemboleh ubah
Apa yang anda tetapkan:
- Aras permulaan n_i
Apa yang anda ukur:
- Panjang gelombang terpancar λ (nm)
Bagaimana penyiasatan berjalan
- Buka praset balmer-alpha dan tekan Set semula. Peralihan lalai praset ini ialah n = 3 → n = 2 (Hα, garis Balmer merah).
- Aktifkan bacaan panjang-gelombang-terpancar.
- Tetapkan aras tenaga permulaan n_initial bagi setiap percubaan (turun ke n_final = 2) dan rekod panjang gelombang terpancar.
Persamaan pengawal
Hubungan Panjang-Gelombang–Tenaga Foton — λ = hc/ΔE
Setelah peralihan aras-tenaga model Bohr (n_i ke n_f) memberikan tenaga foton terpancar ΔE, panjang gelombangnya terus mengikut daripada λ = hc/ΔE -- hubungan yang sama yang menghubungkan tenaga sebarang foton kepada panjang gelombangnya. Jarak aras itu sendiri, maka ΔE, ditetapkan oleh formula Rydberg 1/λ = R(1/n_f² − 1/n_i²).
Apa yang lembaran kerja boleh cetak minta pelajar selesaikan
- Bagi satu percubaan, kira 1/λ = R(1/n_f² − 1/n_i²) menggunakan pemalar Rydberg R = 1.09678×10⁷ m⁻¹ dan n_f = 2. Bandingkan dengan jadual.
- Terangkan mengapa panjang gelombang menjadi lebih pendek (tenaga lebih tinggi) ketika n_i meningkat, tetapi jarak antara garis berturutan (Hα, Hβ, Hγ) mengecil -- mereka menghampiri satu had siri dan bukannya merekah tak terhingga.
Di mana ini muncul di luar makmal
- Siri Balmer ialah satu-satunya siri hidrogen yang terletak dalam spektrum tampak (lebih kurang 400–700 nm) -- sebab itulah ia yang pertama ditemui secara sejarah, oleh Johann Balmer pada 1885, sebelum teori atom asasnya wujud. Terangkan mengapa siri Lyman (turun ke n = 1) dan siri Paschen (turun ke n = 3) terletak di luar cahaya tampak.
- Ahli astronomi mengenal pasti hidrogen dalam bintang jauh dengan mengesan panjang gelombang Balmer tepat ini dalam spektrum cahaya bintang. Terangkan mengapa penemuan panjang gelombang Balmer-alpha yang teranjak (bukan tepat) dalam spektrum satu bintang memberitahu ahli astronomi bintang itu bergerak relatif kepada Bumi (kesan Doppler).
- 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
- Selamat datang ke Balmer Alpha
- Pilih atom itu
- Tekan Main
- Garis hidrogen tampak
- Buka panel Sifat
- Anda berjaya!
Buka simulasi interaktif untuk membina adegan, tekan Main, dan teroka dengan ukuran langsung serta tutorial berpandu.
Model Bohr & Spektrum Hidrogen