Fiżika Moderna

Il-linja β ta’ Paschen

Is-serje Paschen infrarħa — emissjoni b’tul ta’ mewġa itwal.

Il-linja β ta’ Paschen — simulazzjoni interattiva ta’ Fiżika Moderna. Is-serje Paschen infrarħa — emissjoni b’tul ta’ mewġa itwal. Laboratorju virtwali tal-fiżika b’xejn fil-browser b’kejl SI ħaj u tutorjal gwida.

is-serje ta’ Paschen

Serje Paschen infrarħa — emissjoni b’tul ta’ mewġa itwal.

Is-serje Paschen (tranżizzjonijiet għal n = 3) tinżel fl-infrarħ, u turik kif in-numru kwantiku prinċipali jissettja l-enerġija tal-foton fuq deċadi ta’ tuli ta’ mewġa. Linji infrarħ jidhru f’gass ta’ idroġenu kiesaħ u f’xi tranżizzjonijiet ta’ lażer.

• Tranżizzjoni IR
• n → 3

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

Elettroni jinżlu għal n = 3 (is-serje Paschen) jeħilsu vojt ta’ enerġija inqas mill-serje Balmer jew Lyman. Dan ifisser li l-fotoni Paschen jaqgħu fl-infrarħ, lil hinn minn dak li l-għajn tista’ tara?

Predizzjonijiet biex jitqiesu

• Iva — vojt ta’ enerġija inqas ifisser tuli ta’ mewġa itwal, u jbattal il-linji Paschen fl-infrarħ.
• Le — l-linji Paschen xorta huma viżibbli.
• L-linji Paschen fil-fatt huma ta’ enerġija ogħla, fir-range ta’ X-ray.

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’ paschen-beta u agħfas Reset. It-tranżizzjoni default ta’ dan il-preset hi n = 5 → n = 3 (Paschen-beta).
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 = 3) u irrekordja t-tul ta’ mewġa emess.

l-ekwazzjoni li tiggwida

Serje Paschen (Tranżizzjonijiet Infrarħi) — λ = hc/ΔE

Tranżizzjonijiet li jispiċċaw f’n_f = 3 jinvolvu vojt ta’ enerġija inqas mis-serje Balmer (n_f = 2) jew Lyman (n_f = 1), għax livelli ogħla ta’ n huma eqreb xulxin — jipproduċu fotoni infrarħi b’tul ta’ mewġa itwal.

X’il-folja stampabbli titlob lill-istudenti jaħdmu

• Għal prova waħda, ikkalkula 1/λ = R(1/n_f² − 1/n_i²) bl-użu ta’ n_f = 3. Qabbel mat-tabella. Ikkonferma li t-tliet tuli ta’ mewġa kollha jaqgħu fuq 1000 nm — infrarħ.
• Qabbel id-daqs ta’ dawn it-tuli ta’ mewġa mal-esperimenti ta’ balmer-alpha u lyman-alpha. Ispjega l-mudell ġenerali: serji li jispiċċaw f’n_f ogħla (vojt ta’ enerġija inqas għall-livell ta’ referenza fundamentali) jipproduċu fotoni b’tul ta’ mewġa itwal, enerġija inqas.

Fejn dan jidher lil hinn mill-lab

• Il-livelli ta’ enerġija ta’ idroġenu jersqu eqreb xulxin hekk kif n jiżdied (E_n ∝ −1/n²), għalhekk tranżizzjonijiet bejn livelli għoljin jeħilsu inqas enerġija minn tranżizzjonijiet li jinvolvu livelli baxxi. Ispjega għalfejn dan it-tqassid ta’ livelli f’n għoli jispjega għalfejn is-serje Paschen (n_f = 3) tkopri range wisa’ akbar ta’ enerġiji milli tistenna l-ewwel.
• Astronomija infrarħa tuża eżattament dawn il-linji Paschen (u saħansitra Brackett, Pfund b’tul ta’ mewġa itwal) biex tistudja l-idroġenu f’reġjuni mkerrxa ta’ l-ispazju fejn dawl viżibbli hu mblukkat. Għalfejn dawl infrarħ jista’ jpenetra t-trab kożmiku aħjar mid-dawl viżibbli?

• 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 Paschen Beta
2. Agħżel l-atomu
3. Agħfas Riproduċi
4. tranżizzjoni infrarossa
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