Fizică modernă

Linia Paschen β

Seria Paschen, infraroșie — emisie cu lungime de undă mai mare.

Linia Paschen β — simulație interactivă de Fizică modernă. Seria Paschen, infraroșie — emisie cu lungime de undă mai mare. Laborator virtual de fizică gratuit, în browser, cu măsurători SI în timp real și tutorial ghidat.

Seria Paschen

Seria Paschen, infraroșie — emisie cu lungime de undă mai mare.

Seria Paschen (tranziții spre n = 3) cade în infraroșu, ilustrând cum numărul cuantic principal stabilește energia fotonului peste decenii de lungimi de undă. Liniile infraroșii apar în hidrogenul rece și anumite tranziții laser.

• Tranziție IR
• n → 3

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 la n = 3 (seria Paschen) eliberează intervale de energie mai mici decât seriile Balmer sau Lyman. Înseamnă asta că fotonii Paschen cad în infraroșu, dincolo de ce poate vedea ochiul?

Predicții de cântărit

• Da — intervale de energie mai mici înseamnă lungimi de undă mai mari, împingând liniile Paschen în infraroșu.
• Nu — liniile Paschen sunt încă vizibile.
• Liniile Paschen sunt de fapt de energie mai mare, în domeniul razelor X.

Rolurile variabilelor

Ce stabilești tu:

• Nivelul de pornire n_i

Ce măsori:

• Lungimea de undă emisă λ (nm)

Cum decurge investigația

1. Deschide presetarea paschen-beta și apasă Resetează. Tranziția implicită a acestei presetări este n = 5 → n = 3 (Paschen-beta).
2. Activează citirea lungimii de undă emise.
3. Setează nivelul de energie de pornire n_initial pentru fiecare încercare (coborând spre n_final = 3) și înregistrează lungimea de undă emisă.

Ecuația guvernantă

Seria Paschen (tranziții infraroșii) — λ = hc/ΔE

Tranzițiile care se termină la n_f = 3 implică intervale de energie mai mici decât seriile Balmer (n_f = 2) sau Lyman (n_f = 1), pentru că nivelurile cu n mare sunt mai strâns spațiate — producând fotoni infraroșii, cu lungime de undă mai mare.

Ce cer fișa tipăribilă elevilor să rezolve

• Pentru o încercare, calculează 1/λ = R(1/n_f² − 1/n_i²) folosind n_f = 3. Compară cu tabelul. Confirmă faptul că toate cele trei lungimi de undă cad peste 1000 nm — infraroșu.
• Compară mărimea acestor lungimi de undă cu experimentele balmer-alpha și lyman-alpha. Explică tiparul general: seriile care se termină la n_f mai mare (un interval de energie mai mic până la nivelul de referință) produc fotoni cu lungime de undă mai mare și energie mai mică.

Unde mai apare asta dincolo de laborator

• Nivelurile de energie ale hidrogenului se apropie între ele pe măsură ce n crește (E_n ∝ −1/n²), deci tranzițiile între niveluri înalte eliberează mai puțină energie decât tranzițiile care implică niveluri joase. Explică de ce această înghesuială a nivelurilor la n mare explică faptul că seria Paschen (n_f = 3) acoperă un interval de energii mai larg decât te-ai aștepta la prima vedere.
• Astronomia infraroșie folosește exact aceste linii de serie Paschen (și chiar mai lungi — Brackett, Pfund) pentru a studia hidrogenul în regiuni prăfoase ale spațiului, unde lumina vizibilă este blocată. De ce ar putea lumina infraroșie să pătrundă praful cosmic mai bine decât lumina vizibilă?

• 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 Paschen Beta
2. Selectează atomul
3. Apasă Pornește
4. Tranziție infraroșie
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