Paschenova serija: infrardeče črte vodika

1 · Predvidi

Elektroni, ki padajo na n = 3 (Paschenova serija), sprostijo manjše energijske vrzeli kot Balmerjeva ali Lymanova serija. Ali to pomeni, da Paschenovi fotoni padejo v infrardeče, onkraj česar oko vidi?

• Da — manjše energijske vrzeli pomenijo daljše valovne dolžine, kar potrka Paschenove črte v infrardeče.
• Ne — Paschenove črte so še vedno vidne.
• Paschenove črte so pravzaprav višje energije, v območju rentgenskih žarkov.

2 · Pripravi

1. Odpri prednastavitev paschen-beta in pritisni Ponastavi. Privzeti prehod te prednastavitve je n = 5 → n = 3 (Paschen-beta).
2. Omogoči odčitek izsevane valovne dolžine.
3. Nastavi začetno energijsko raven n_initial za vsak poskus (padajoče na n_final = 3) 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 = 3. Primerjaj s tabelo. Potrdi, da vse tri valovne dolžine padejo nad 1000 nm — infrardeče.
2. Primerjaj velikost teh valovnih dolžin s poskusoma balmer-alpha in lyman-alpha. Razloži splošni vzorec: serije, ki se končajo pri višjem n_f (manjša energijska vrzel do referenčne ravni), proizvedejo daljševalovne, manj energične fotone.

5 · Razširi

1. Energijske ravni vodika se zbližujejo, ko n raste (E_n ∝ −1/n²), zato prehodi med visokimi ravnmi sprostijo manj energije kot prehodi z nizkimi ravnmi. Razloži, zakaj te gnanje ravni pri visokem n pojasnjuje, zakaj Paschenova serija (n_f = 3) zajame širše območje energij, kot bi prvič pričakoval.
2. Infrardeča astronomija uporablja točno te Paschenove (in še daljševalovne Brackettove, Pfundove) serijske črte za preučevanje vodika v prašnih območjih vesolja, kjer je vidna svetloba blokirana. Zakaj bi infrardeča svetloba prodirala skozi kozmični prah bolje kot vidna?

Fizika za tem poskusom

← Nazaj na poskus

138 brezplačnih natisljivih fizikalnih delovnih listov