Fizică modernă

Linia Lyman α

Seria Lyman, ultravioletă — tranziție spre starea fundamentală.

Linia Lyman α — simulație interactivă de Fizică modernă. Seria Lyman, ultravioletă — tranziție spre starea fundamentală. Laborator virtual de fizică gratuit, în browser, cu măsurători SI în timp real și tutorial ghidat.

Seria Lyman

Seria Lyman, ultravioletă — tranziție spre starea fundamentală.

Tranzițiile spre n = 1 produc liniile ultraviolete ale seriei Lyman, la lungimi de undă mai scurte decât Balmer. Lyman-α la 121.6 nm este proeminentă în norii de hidrogen astrofizici și a fost cheia pentru sondarea mediului intergalactic.

• Tranziție UV
• n → 1

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

Electronii care coboară până la starea fundamentală (n = 1) emit seria Lyman. Comparativ cu seria Balmer (coborâre spre n = 2), te-ai aștepta ca fotonii Lyman să aibă mai multă sau mai puțină energie?

Predicții de cântărit

• Mai puțină energie decât tranzițiile Balmer.
• Mai multă energie (lungime de undă mai scurtă) — coborârea la starea fundamentală eliberează un interval de energie mai mare decât coborârea la n = 2.
• Aceeași energie ca tranzițiile Balmer echivalente.

Rolurile variabilelor

Ce stabilești tu:

• Nivelul de pornire n_i

Ce măsori:

• Lungimea de undă emisă λ (nm)

Cum decurge investigația

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

Ecuația guvernantă

Seria Lyman (tranziții la starea fundamentală) — λ = hc/ΔE

Tranzițiile care se termină la n_f = 1 eliberează cele mai mari intervale de energie posibile în hidrogen, pentru că starea fundamentală stă mult sub orice nivel excitat — producând seria spectrală cu cea mai scurtă lungime de undă (cea mai mare energie), integral în ultraviolet.

Ce cer fișa tipăribilă elevilor să rezolve

• Pentru o încercare, calculează 1/λ = R(1/n_f² − 1/n_i²) folosind n_f = 1. Compară cu tabelul. Confirmă faptul că toate cele trei lungimi de undă cad sub 122 nm — ultraviolet adânc, invizibil pentru ochi.
• Compară lungimile tale de undă Lyman cu lungimile de undă de lumină vizibilă ale experimentului balmer-alpha. Explică de ce coborârea la n = 1 (un interval de energie mult mai mare decât coborârea la n = 2) produce întotdeauna fotoni cu energie mai mare și lungime de undă mai scurtă.

Unde mai apare asta dincolo de laborator

• Lumina ultravioletă a seriei Lyman este aproape integral absorbită de atmosfera Pământului înainte de a ajunge la sol. Explică de ce telescoapele spațiale (nu cele de la sol) sunt necesare pentru a observa emisia Lyman-alfa a hidrogenului de la obiecte astronomice îndepărtate.
• Pe măsură ce n_i → ∞, 1/λ se apropie exact de R (limita seriei), corespunzând unui electron care abia evadează complet din atom (ionizare), nu unei tranziții specifice. Folosind formula ta, explică de ce limita seriei reprezintă energia de ionizare din starea fundamentală.

• 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 Lyman Alpha
2. Selectează atomul
3. Apasă Pornește
4. Tranziție ultravioletă
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