Fizică modernă

Linia Balmer α (Hα)

Setează n_i→n_f — culoarea liniei de emisie corespunde λ din formula Rydberg.

Linia Balmer α (Hα) — simulație interactivă de Fizică modernă. Setează n_i→n_f — culoarea liniei de emisie corespunde λ din formula Rydberg. Laborator virtual de fizică gratuit, în browser, cu măsurători SI în timp real și tutorial ghidat.

Seria Balmer

Setează n_i→n_f — culoarea liniei de emisie corespunde λ din formula Rydberg.

Tranzițiile hidrogenului spre n = 2 emit liniile vizibile Balmer, cu lungimi de undă din formula Rydberg 1/λ = R_H(1/4 − 1/n²). Hα la 656 nm este cea mai strălucitoare linie roșie — folosită în astronomie pentru identificarea hidrogenului și măsurarea deplasării spre roșu.

• 1/λ = R(1/2²−1/n²)
• Linia roșie Hα

Rezumat de investigație

Planifică întrebarea înainte să deschizi laboratorul

Rezumatul reflectă pagina pre-randată: întrebarea-ghid, predicțiile concurente, rolurile variabilelor, legile guvernante, montajul, analiza și extensiile rămân vizibile și în această ordine.

Întrebare-ghid

Un electron dintr-un atom de hidrogen coboară de la un nivel de energie superior la nivelul n = 2, emițând un foton (seria Balmer — singurele linii de hidrogen vizibile ochiului uman). Depinde lungimea de undă emisă de nivelul de la care a pornit electronul?

Predicții de cântărit

• Da — niveluri de pornire diferite dau lungimi de undă diferite, discret spațiate (liniile Balmer Hα, Hβ, Hγ...).
• Nu — orice tranziție în jos spre n = 2 emite aceeași lungime de undă.
• Lungimea de undă poate fi orice într-un interval continuu, nu valori discrete.

Rolurile variabilelor

Ce stabilești tu:

• Nivelul de pornire n_i

Ce măsori:

• Lungimea de undă emisă λ (nm)

Cum decurge investigația

1. Deschide presetarea balmer-alpha și apasă Resetează. Tranziția implicită a acestei presetări este n = 3 → n = 2 (Hα, linia roșie Balmer).
2. Activează citirea lungimii de undă emise.
3. Setează nivelul de energie de pornire n_initial pentru fiecare încercare (coborând spre n_final = 2) și înregistrează lungimea de undă emisă.

Ecuația guvernantă

Relația lungime de undă–energie a fotonului — λ = hc/ΔE

Odată ce tranziția dintre nivelurile de energie din modelul Bohr (de la n_i la n_f) dă energia ΔE a fotonului emis, lungimea sa de undă rezultă direct din λ = hc/ΔE — aceeași relație care leagă energia oricărui foton de lungimea sa de undă. Însăși distanțarea nivelurilor, și deci ΔE, este stabilită de formula lui Rydberg 1/λ = R(1/n_f² − 1/n_i²).

Ce cer fișa tipăribilă elevilor să rezolve

• Pentru o încercare, calculează 1/λ = R(1/n_f² − 1/n_i²) folosind constanta Rydberg R = 1.09678×10⁷ m⁻¹ și n_f = 2. Compară cu tabelul.
• Explică de ce lungimile de undă devin mai scurte (energie mai mare) pe măsură ce n_i crește, dar spațiul dintre liniile succesive (Hα, Hβ, Hγ) se micșorează — ele converg spre o limită de serie, în loc să se răspândească la infinit.

Unde mai apare asta dincolo de laborator

• Seria Balmer este singura serie de hidrogen care cade în spectrul vizibil (aproximativ 400–700 nm) — de aceea a fost cea descoperită istoric prima, de Johann Balmer în 1885, înainte de a exista teoria atomică subiacentă. Explică de ce seria Lyman (coborâre spre n = 1) și seria Paschen (coborâre spre n = 3) cad în afara luminii vizibile.
• Astronomii identifică hidrogenul în stele îndepărtate detectând aceste exacte lungimi de undă Balmer în spectrele luminii stelare. Explică de ce găsirea unei lungimi de undă Balmer-alfa deplasate (nu exacte) în spectrul unei stele le spune astronomilor că steaua se mișcă relativ la Pământ (efectul 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. Bine ai venit la Balmer Alpha
2. Selectează atomul
3. Apasă Pornește
4. Linie vizibilă de hidrogen
5. Deschide panoul Proprietăți
6. Ai reușit!

Deschide simularea interactivă pentru a construi scena, a apăsa Pornește și a explora cu măsurători live și un tutorial ghidat.

Deschide laboratorul interactiv →

Descarcă fișa →

Modelul Bohr și spectrele hidrogenului