Lymanova serija: ultravijolične črte vodika

1 · Predvidi

Elektroni, ki padejo vse do osnovnega stanja (n = 1), izsevajo Lymanovo serijo. V primerjavi z Balmerjevo serijo (padanje na n = 2), ali bi pričakoval, da imajo Lymanovi fotoni več ali manj energije?

• Manj energije kot Balmerjevi prehodi.
• Več energije (krajša valovna dolžina) — padec v osnovno stanje sprosti večjo energijsko vrzel kot padec na n = 2.
• Ista energija kot enakovredni Balmerjevi prehodi.

2 · Pripravi

1. Odpri prednastavitev lyman-alpha in pritisni Ponastavi. Privzeti prehod te prednastavitve je n = 2 → n = 1 (Lyman-alfa).
2. Omogoči odčitek izsevane valovne dolžine.
3. Nastavi začetno energijsko raven n_initial za vsak poskus (padajoče na n_final = 1) in zabeleži izsevano valovno dolžino.

3 · Zberi podatke

Nariši izsevano valovno dolžino λ (os y) proti začetni ravni n_i (os x) za svoje tri poskuse.

4 · Analiziraj

1. Za en poskus izračunaj 1/λ = R(1/n_f² − 1/n_i²) z n_f = 1. Primerjaj s tabelo. Potrdi, da vse tri valovne dolžine padejo pod 122 nm — globokec ultravijolič, neviden očesu.
2. Primerjaj svoje Lymanove valovne dolžine z vidnimi valovnimi dolžinami poskusa balmer-alpha. Razloži, zakaj padec na n = 1 (precej večja energijska vrzel kot padec na n = 2) vedno proizvede bolj energične, krajševalovne fotone.

5 · Razširi

1. Ultravijolično svetlobo Lymanove serije Zemljina atmosfera skoraj v celoti absorbira, preden doseže tla. Razloži, zakaj so za opazovanje Lyman-alfa emisije vodika iz oddaljenih astronomskih objektov potrebni vesoljski teleskopi (in ne prizemni).
2. Ko n_i → ∞, se 1/λ približuje točno R (meja serije), kar ustreza elektronu, ki komajda uide atomu (ionizacija), ne določenemu prehodu. Z svojo formulo razloži, zakaj meja serije predstavlja ionizacijsko energijo iz osnovnega stanja.

Fizika za tem poskusom

← Nazaj na poskus

138 brezplačnih natisljivih fizikalnih delovnih listov