Moderná fyzika
Čiara Lyman α
Ultrafialová Lymanova séria — prechod do základného stavu.
Čiara Lyman α — interaktívna simulácia Moderná fyzika. Ultrafialová Lymanova séria — prechod do základného stavu. Bezplatné virtuálne fyzikálne laboratórium v prehliadači so živými SI meraniami a sprievodcom.
Lymanova séria
Ultravioletová Lymanova séria — prechod do základného stavu.
Prechody na n = 1 produkujú ultravioletové čiary Lymanovej série pri kratších vlnových dĺžkach než Balmerova. Lyman-α pri 121.6 nm je výrazná v astrofyzikálnych mračnách vodíka a bola kľúčom k prieskumu medzigalaktického prostredia.
- UV prechod
- n → 1
Prehľad skúmania
Naplánuj otázku ešte pred otvorením laboratória
Stručný opis zrkadlí predrenderovanú stránku: hlavná otázka, súťažiace predikcie, úlohy premenných, riadiace zákony, postavenie, analýza a rozširujúce podnety zostávajú viditeľné a v tomto poradí.
Hlavná otázka
Elektróny klesajúce celú cestu do základného stavu (n = 1) emitujú Lymanovu sériu. V porovnaní s Balmerovou sériou (klesanie na n = 2) — očakával by si, že Lymanove fotóny budú mať viac alebo menej energie?
Predikcie na zváženie
- Menej energie než Balmerove prechody.
- Viac energie (kratšia vlnová dĺžka) — klesanie do základného stavu uvoľňuje väčšiu energetickú medzeru než klesanie na n = 2.
- Rovnaká energia ako zodpovedajúce Balmerove prechody.
Úlohy premenných
Čo nastavuješ:
- Štartovacia hladina n_i
Čo meriaš:
- Emitovaná vlnová dĺžka λ (nm)
Ako skúmanie prebieha
- Otvor predvolbu Lymanova alfa a stlač Resetovať. Predvolený prechod tejto predvolby je n = 2 → n = 1 (Lyman-alfa).
- Zapni odčítanie emitovanej vlnovej dĺžky.
- Nastav štartovaciu energetickú hladinu n_initial pre každý pokus (klesajúc na n_final = 1) a zaznamenaj emitovanú vlnovú dĺžku.
Riadiaca rovnica
Lymanova séria (prechody do základného stavu) — λ = hc/ΔE
Prechody končiace na n_f = 1 uvoľňujú najväčšie možné energetické medzery vo vodíku, pretože základný stav sedí ďaleko pod každou excitovanou hladinou — produkujúc najkratšiovlnnú (najvyššie energetickú) spektrálnu sériu, celú v ultrafialovej oblasti.
Čo má študentov naučiť tlačiteľný list
- Pre jeden pokus vypočítaj 1/λ = R(1/n_f² − 1/n_i²) s n_f = 1. Porovnaj s tabuľkou. Potvrď, že všetky tri vlnové dĺžky spadajú pod 122 nm — hlboké ultrafialové, neviditeľné okom.
- Porovnaj svoje Lymanove vlnové dĺžky s vlnovými dĺžkami viditeľného svetla experimentu Balmerova alfa. Vysvetli, prečo klesanie na n = 1 (omnoho väčšia energetická medzera než klesanie na n = 2) vždy produkuje vyššie energetické, kratšiovlnné fotóny.
Kde sa to objavuje mimo laboratória
- Ultrafialové svetlo Lymanovej série je takmer celé absorbované atmosférou Zeme pred dosiahnutím povrchu. Vysvetli, prečo kozmické teleskopy (namiesto pozemských) sú potrebné na pozorovanie Lyman-alfa emisie vodíka zo vzdialených astronomických objektov.
- Keď n_i → ∞, 1/λ sa približuje presne R (limita série), zodpovedajúc elektrónu, ktorý sotva uniká celý z atómu (ionizácia) namiesto konkrétneho prechodu. Pomocou svojho vzorca vysvetli, prečo limita série predstavuje ionizačnú energiu zo základného stavu.
- 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
- Vitaj pri Lymanovej alfa
- Vyber atóm
- Stlač Prehrať
- Ultrafialový prechod
- Otvor panel Vlastnosti
- Zvládol si to!
Otvor interaktívnu simuláciu na postavenie scény, stlač Prehrať a skúmaj so živými meraniami a sprievodcom.
Otvoriť interaktívne laboratórium →