Fizik Moden

Garis Paschen β

Siri Paschen inframerah -- pemancaran panjang gelombang lebih panjang.

Garis Paschen β — simulasi Fizik Moden interaktif. Siri Paschen inframerah -- pemancaran panjang gelombang lebih panjang. Makmal fizik maya berasaskan pelayar percuma dengan pengukuran SI langsung dan tutorial berpandu.

Siri Paschen

Siri Paschen inframerah -- pemancaran panjang gelombang lebih panjang.

Siri Paschen (peralihan ke n = 3) terletak dalam inframerah, menggambarkan bagaimana nombor kuantum utama menetapkan tenaga foton merentasi dekad panjang gelombang. Garis inframerah muncul dalam gas hidrogen sejuk dan sesetengah peralihan laser.

• Peralihan IR
• n → 3

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

Elektron yang turun ke n = 3 (siri Paschen) melepaskan jurang tenaga lebih kecil daripada siri Balmer atau Lyman. Adakah ini bermakna foton Paschen terletak dalam inframerah, di luar apa yang mata boleh lihat?

Ramalan untuk ditimbang

• Ya -- jurang tenaga lebih kecil bermakna panjang gelombang lebih panjang, menolak garis Paschen ke dalam inframerah.
• Tidak -- garis Paschen masih tampak.
• Garis Paschen sebenarnya bertenaga lebih tinggi, dalam julat sinar-X.

Peranan pemboleh ubah

Apa yang anda tetapkan:

• Aras permulaan n_i

Apa yang anda ukur:

• Panjang gelombang terpancar λ (nm)

Bagaimana penyiasatan berjalan

1. Buka praset paschen-beta dan tekan Set semula. Peralihan lalai praset ini ialah n = 5 → n = 3 (Paschen-beta).
2. Aktifkan bacaan panjang-gelombang-terpancar.
3. Tetapkan aras tenaga permulaan n_initial bagi setiap percubaan (turun ke n_final = 3) dan rekod panjang gelombang terpancar.

Persamaan pengawal

Siri Paschen (Peralihan Inframerah) — λ = hc/ΔE

Peralihan berakhir pada n_f = 3 melibatkan jurang tenaga lebih kecil daripada siri Balmer (n_f = 2) atau Lyman (n_f = 1), kerana aras n-tinggi lebih rapat berjarak -- menghasilkan foton panjang-gelombang-lebih-panjang, inframerah.

Apa yang lembaran kerja boleh cetak minta pelajar selesaikan

• Bagi satu percubaan, kira 1/λ = R(1/n_f² − 1/n_i²) menggunakan n_f = 3. Bandingkan dengan jadual. Sahkan ketiga-tiga panjang gelombang berada di atas 1000 nm -- inframerah.
• Bandingkan saiz panjang gelombang ini dengan eksperimen balmer-alpha dan lyman-alpha. Terangkan corak keseluruhan: siri berakhir pada n_f lebih tinggi (jurang tenaga lebih kecil ke aras rujukan asas) menghasilkan foton panjang-gelombang-lebih-panjang, tenaga-lebih-rendah.

Di mana ini muncul di luar makmal

• Aras tenaga hidrogen semakin rapat ketika n meningkat (E_n ∝ −1/n²), jadi peralihan antara aras tinggi melepaskan kurang tenaga daripada peralihan yang melibatkan aras rendah. Terangkan mengapa perhimpunan rapat aras pada n tinggi menerangkan mengapa siri Paschen (n_f = 3) merentangi julat PANJANG GELOMBANG lebih lebar daripada siri Balmer atau Lyman, walaupun julat tenaga mutlaknya paling kecil antara ketiga-tiganya (tenaga kecil berjarak rapat dipetakan kepada sebaran terbentang dalam 1/E = λ/hc).
• Astronomi inframerah menggunakan tepat garis siri Paschen (dan Brackett, Pfund yang lebih panjang gelombang) ini untuk mengkaji hidrogen dalam kawasan angkasa berdebu tempat cahaya tampak disekat. Mengapa cahaya inframerah menembusi debu kosmik lebih baik daripada cahaya tampak?

• 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. Selamat datang ke Paschen Beta
2. Pilih atom itu
3. Tekan Main
4. Peralihan inframerah
5. Buka panel Sifat
6. Anda berjaya!

Buka simulasi interaktif untuk membina adegan, tekan Main, dan teroka dengan ukuran langsung serta tutorial berpandu.

Buka Makmal Interaktif →

Muat turun lembaran makmal →

Model Bohr & Spektrum Hidrogen