Siri Lyman: Garis Hidrogen Ultralembayung

1 · Ramal

Elektron yang turun sehingga ke keadaan asas (n = 1) memancarkan siri Lyman. Berbanding siri Balmer (turun ke n = 2), adakah andajangkan foton Lyman mempunyai lebih atau kurang tenaga?

2 · Susun

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

3 · Kumpul Data

Aras permulaan n_iPanjang gelombang terpancar λ (nm)
2
3
4

Plot panjang gelombang terpancar λ (paksi-y) melawan aras permulaan n_i (paksi-x) bagi tiga percubaan anda.

4 · Analisis

  1. Bagi satu percubaan, kira 1/λ = R(1/n_f² − 1/n_i²) menggunakan n_f = 1. Bandingkan dengan jadual. Sahkan ketiga-tiga panjang gelombang berada di bawah 122 nm -- ultralembayung dalam, tak kelihatan pada mata.
  2. Bandingkan panjang gelombang Lyman anda dengan panjang gelombang cahaya-tampak eksperimen balmer-alpha. Terangkan mengapa turun ke n = 1 (jurang tenaga jauh lebih besar daripada turun ke n = 2) sentiasa menghasilkan foton bertenaga-lebih-tinggi, panjang-gelombang-lebih-pendek.

5 · Lanjutkan

  1. Cahaya ultralembayung siri Lyman hampir sepenuhnya diserap oleh atmosfera Bumi sebelum sampai ke tanah. Terangkan mengapa teleskop angkasa (dan bukannya berasaskan tanah) diperlukan untuk memerhatikan pemancaran Lyman-alpha hidrogen daripada objek astronomi jauh.
  2. Ketika n_i → ∞, 1/λ menghampiri R tepat (had siri), sepadan dengan elektron yang nyaris terlepas daripada atom sepenuhnya (pengionan) dan bukannya peralihan tertentu. Menggunakan formula anda, terangkan mengapa had siri mewakili tenaga pengionan daripada keadaan asas.

Fizik di Sebalik Eksperimen Ini

Siri Lyman (Peralihan Keadaan-Asas)

Peralihan berakhir pada n_f = 1 melepaskan jurang tenaga terbesar yang mungkin dalam hidrogen, kerana keadaan asas duduk jauh di bawah setiap aras teruja -- menghasilkan siri spektrum panjang-gelombang-paling-pendek (tenaga-paling-tinggi), sepenuhnya dalam ultralembayung.

← Kembali ke eksperimen

Fizik Moden

138 Lembaran Kerja Makmal Fizik Boleh Cetak Percuma