Modern fysik
Paschen-β-linje
Infraröd Paschenserien — emission med längre våglängd.
Paschen-β-linje — interaktiv Modern fysik-simulering. Infraröd Paschenserien — emission med längre våglängd. Gratis virtuellt fysiklabb i webbläsaren med SI-mätningar i realtid och en guidad genomgång.
Paschenserien
Infraröd Paschenserien — emission med längre våglängd.
Paschenserien (övergångar till n = 3) ligger i infrarött, vilket visar hur huvudkvanttalet styr fotonenergin över flera våglängdsdekader. Infraröda linjer förekommer i sval vätgas och vissa laserövergångar.
- IR-övergång
- n → 3
Undersökningsblad
Planera frågan innan du öppnar labbet
Sammanfattningen speglar den förrenderade sidan: drivande fråga, konkurrerande förutsägelser, variablernas roller, styrande lagar, uppställning, analys- och utvidgningsfrågor förblir synliga och i den här ordningen.
Drivande fråga
Elektroner som faller till n = 3 (Paschenserien) frigör mindre energiklyftor än Balmanserien eller Lymanserien. Betyder det att Paschenfotoner hamnar i infrarött, bortom vad ögat kan se?
Förutsägelser att väga
- Ja — mindre energiklyftor betyder längre våglängder, vilket förskjuter Paschenlinjerna in i infrarött.
- Nej — Paschenlinjerna är fortfarande synliga.
- Paschenlinjerna har faktiskt högre energi, i röntgenområdet.
Variablernas roller
Det du ställer in:
- Startnivå n_i
Det du mäter:
- Emissionsvåglängd λ (nm)
Så går undersökningen till
- Öppna förinställningen Paschen beta och tryck på Återställ. Denna förinställnings standardövergång är n = 5 → n = 3 (Paschen-beta).
- Aktivera avläsningen av emitterad våglängd.
- Ställ in startenerginivån n_initial för varje försök (med fall ner till n_final = 3) och notera den emitterade våglängden.
Styrande ekvation
Paschenserien (infraröda övergångar) — λ = hc/ΔE
Övergångar som slutar vid n_f = 3 involverar mindre energiklyftor än serierna Balmer (n_f = 2) och Lyman (n_f = 1), eftersom högre nivåer ligger tätare — vilket ger fotoner med längre våglängd, i infrarött.
Det det utskrivbara arbetsbladet ber eleverna räkna ut
- Beräkna för ett försök 1/λ = R(1/n_f² − 1/n_i²) med n_f = 3. Jämför med tabellen. Bekräfta att alla tre våglängderna ligger över 1000 nm — infrarött.
- Jämför storleken på dessa våglängder med experimenten balmer-alfa och lyman-alfa. Förklara det övergripande mönstret: serier som slutar på högre n_f (mindre energiklyfta till referensnivån vid grundtillståndet) ger fotoner med längre våglängd och lägre energi.
Var det här syns utanför labbet
- Vätets energinivåer ligger tätare allteftersom n växer (E_n ∝ −1/n²), så övergångar mellan höga nivåer frigör mindre energi än övergångar som involverar låga nivåer. Förklara varför denna trängsel av nivåer vid högt n förklarar att Paschenserien (n_f = 3) spänner över ett bredare energiintervall än du kanske först tror.
- Infraröd astronomi använder just dessa Paschenlinjer (och de ännu längre Brackett- och Pfundlinjerna) för att studera väte i dammiga regioner i rymden där synligt ljus blockeras. Varför kanske infrarött ljus tränger igenom kosmiskt damm bättre än synligt ljus?
- 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
- Välkommen till Paschen beta
- Välj atomen
- Tryck på Spela
- Infraröd övergång
- Öppna panelen Egenskaper
- Du klarade det!
Öppna den interaktiva simuleringen för att bygga scenen, tryck på Spela och utforska med mätningar i realtid och en guidad genomgång.
Bohrs atommodell & vätespektrum