Fiżika Moderna

Il-linja α ta’ Balmer (Hα)

Issettja n_i→n_f — il-kulur tal-linja ta’ emissjoni jaqbel ma’ λ mill-formula ta’ Rydberg.

Il-linja α ta’ Balmer (Hα) — simulazzjoni interattiva ta’ Fiżika Moderna. Issettja n_i→n_f — il-kulur tal-linja ta’ emissjoni jaqbel ma’ λ mill-formula ta’ Rydberg. Laboratorju virtwali tal-fiżika b’xejn fil-browser b’kejl SI ħaj u tutorjal gwida.

is-serje ta’ Balmer

Issettja n_i→n_f — il-kulur tal-linja ta’ emissjoni jaqbel ma’ λ mill-formula ta’ Rydberg.

Tranżizzjonijiet ta’ idroġenu għal n = 2 joħorġu linji Balmer viżibbli b’tuli ta’ mewġa mill-formula ta’ Rydberg 1/λ = R_H(1/4 − 1/n²). Hα f’656 nm hi l-linja ħamra l-aktar ddawwal—użata fl-astronomija biex tidentifika idroġenu u tkejjel redshift.

• 1/λ = R(1/2²−1/n²)
• Linja ħamra Hα

Sommarju ta’ investigazzjoni

Ippjana l-mistoqsija qabel ma tiftaħ il-lab

Il-brief jgħaqqad mal-paġna pre-renderjata: mistoqsija ewlenija, predizzjonijiet li jikkontestaw, rwoli tal-varjabbli, liġijiet li jirregolaw, s-setup, analiżi u talbiet ta’ estensjoni jibqgħu viżibbli u f’dan l-ordni.

Mistoqsija ta’ tmexxija

Elettron f’atomu ta’ idroġenu jinżel minn livell ta’ enerġija ogħla għal livell n = 2, u joħroġ foton (is-serje Balmer — l-unika linji ta’ idroġenu viżibbli għall-għajn tal-bniedem). It-tul ta’ mewġa emess jiddependi minn liema livell bdien l-elettron?

Predizzjonijiet biex jitqiesu

• Iva — livelli ta’ bidu differenti jagħtu tuli ta’ mewġa differenti, spazjati b’mod distint (l-linji Balmer Hα, Hβ, Hγ…).
• Le — kull tranżizzjoni għal n = 2 toħroġ l-istess tul ta’ mewġa.
• It-tul ta’ mewġa jista’ jkun xi ħaġa f’range kontinwu, mhux valuri distinti.

Rwoli tal-varjabbli

X’issettja:

• Livell ta’ Bidu n_i

X’tkejjel:

• Tul ta’ Mewġa Mħarġa λ (nm)

Kif taħdem l-investigazzjoni

1. Iftaħ il-preset ta’ balmer-alpha u agħfas Reset. It-tranżizzjoni default ta’ dan il-preset hi n = 3 → n = 2 (Hα, il-linja ħamra Balmer).
2. Attiva l-qari ta’ tul ta’ mewġa emess.
3. Issettja l-livell ta’ enerġija ta’ bidu n_initial għal kull prova (inżel għal n_final = 2) u irrekordja t-tul ta’ mewġa emess.

l-ekwazzjoni li tiggwida

Formula ta’ Rydberg (Mudell ta’ Bohr) — λ = hc/ΔE

It-tul ta’ mewġa tad-dawl emess meta elettron ta’ idroġenu jinżel mil-livell n_i għal n_f jsegwi 1/λ = R(1/n_f² − 1/n_i²), fejn R hi l-kostanti ta’ Rydberg — konsegwenza diretta tal-livelli ta’ enerġija kkwantizzati tal-mudell ta’ Bohr.

X’il-folja stampabbli titlob lill-istudenti jaħdmu

• Għal prova waħda, ikkalkula 1/λ = R(1/n_f² − 1/n_i²) bl-użu ta’ l-kostanti ta’ Rydberg R = 1.097×10⁷ m⁻¹ u n_f = 2. Qabbel mat-tabella.
• Ispjega għalfejn it-tuli ta’ mewġa jsiru inqas (enerġija ogħla) hekk kif n_i jiżdied, imma l-ispazjar bejn linji suċċessivi (Hα, Hβ, Hγ) jitqassed — jiġbru lejn limitu tas-serje minflok jinfirxu b’mod indefinit.

Fejn dan jidher lil hinn mill-lab

• Is-serje Balmer hi l-unika serje ta’ idroġenu li tinżel fl-ispettru viżibbli (bejn wieħed u ieħor 400–700 nm) — għalhekk hi dik li skopriha l-ewwel storikament, minn Johann Balmer fl-1885, qabel li teżisti t-teorija atomika taħtha. Ispjega għalfejn is-serje Lyman (inżel għal n = 1) u s-serje Paschen (inżel għal n = 3) jinsabu barra d-dawl viżibbli.
• Astronomi jidentifikaw idroġenu fl-istilel bogħod billi jiddettettaw dawn il-linji Balmer eżatti fl-ispettri ta’ dawl ta’ stilel. Ispjega għalfejn liema linja balmer-alpha mxebba (mhux eżatt) fl-ispettru ta’ stilla tgħid lil astronomi li l-stilla tiċċaqlaq relattiv għall-Art (l-effett 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

1. Merħba għal Balmer Alpha
2. Agħżel l-atomu
3. Agħfas Riproduċi
4. Linja viżibbli ta’ idroġenu
5. Iftaħ il-pannell tal-Proprjetajiet
6. Għamirtha!

Iftaħ is-simulazzjoni interattiva biex tibni x-xena, agħfas Riproduċi, u esplora b’kejl ħaj u tutorjal bil-gwida.

Iftaħ Lab Interattiv →

Niżżel il-folja →

Il-Mudell ta’ Bohr u l-Spettri ta’ l-Idroġenu