நவீன இயற்பியல்

பால்மர் α (Hα) கோடு

n_i→n_f அமையுங்கள் — உமிழ்வுக் கோட்டின் நிறம் ரிட்பர்க் சூத்திரத்தின் λ-உடன் பொருந்தும்.

பால்மர் α (Hα) கோடு — ஊடாடும் நவீன இயற்பியல் உருவகம். n_i→n_f அமையுங்கள் — உமிழ்வுக் கோட்டின் நிறம் ரிட்பர்க் சூத்திரத்தின் λ-உடன் பொருந்தும். நேரலை SI அளவீடுகள், வழிகாட்டும் பயிற்சியுடன் கூடிய இலவச உலாவி அடிப்படையிலான மெய்நிகர் இயற்பியல் ஆய்வகம்.

பால்மர் தொடர்

n_i→n_f அமையுங்கள் — உமிழ்வுக் கோட்டின் நிறம், ரிட்பர்க் சூத்திரத்தின் λ-உடன் பொருந்தும்.

n = 2-க்கான ஹைட்ரஜன் மாற்றங்கள், ரிட்பர்க் சூத்திரம் 1/λ = R_H(1/4 − 1/n²) தரும் அலைநீளங்களுடன் தெரியும் பால்மர் கோடுகளை உமிழ்கின்றன. 656 nm-இல் உள்ள Hα மிக ஒளிரும் சிவப்புக் கோடு—ஹைட்ரஜனை அடையாளம் காணுங்கள் சிவப்பு நகர்வை அளவிடுங்கள் வானியலில் பயன்படுகிறது.

• 1/λ = R(1/2²−1/n²)
• Hα சிவப்புக் கோடு

ஆய்வுச் சுருக்கம்

ஆய்வகத்தைத் திறப்பதற்கு முன் கேள்வியைத் திட்டமிடுங்கள்

சுருக்கம் முன்வரைவு செய்யப்பட்ட பக்கத்தை பிரதிபலிக்கிறது: இயக்கும் கேள்வி, போட்டி கணிப்புகள், மாறி பாத்திரங்கள், நிர்வகிக்கும் விதிகள், அமைப்பு, பகுப்பாய்வு மற்றும் நீட்டிப்பு தூண்டல்கள் காணும்படி இருக்கும், இந்த வரிசையிலேயே.

இயக்கும் கேள்வி

ஹைட்ரஜன் அணுவில் உள்ள ஒரு எலக்ட்ரான், உயர் ஆற்றல் நிலையிலிருந்து n = 2 நிலைக்கு இறங்கி, ஒரு ஃபோட்டானை வெளியிடுகிறது (பால்மர் தொடர் — மனித கண்ணுக்குத் தெரியும் ஒரே ஹைட்ரஜன் கோடுகள்). வெளியிடப்படும் அலைநீளம், எலக்ட்ரான் எந்த நிலையிலிருந்து தொடங்கியது என்பதை சார்ந்துள்ளதா?

நிறுத்திப் பார்க்க வேண்டிய கணிப்புகள்

• ஆம் — வெவ்வேறு தொடக்க நிலைகள் வெவ்வேறு, தனித்தனியாக இடம்பெற்ற அலைநீளங்களைத் தரும் (பால்மர் கோடுகள் Hα, Hβ, Hγ...).
• இல்லை — n = 2-க்கு இறங்கும் ஒவ்வொரு மாற்றமும் அதே அலைநீளத்தை வெளியிடும்.
• அலைநீளம் தனித்த மதிப்புகளல்லாமல், தொடர்ச்சியான வரம்பில் எதுவாகவும் இருக்கலாம்.

மாறிகளின் பாத்திரங்கள்

நீங்கள் அமைப்பவை:

• தொடக்க நிலை n_i

நீங்கள் அளப்பவை:

• வெளியிடப்பட்ட அலைநீளம் λ (nm)

விசாரணை எவ்வாறு நடக்கிறது

1. balmer-alpha முன்னமைப்பைத் திறந்து மீட்டமையை அழுத்துங்கள். இந்த முன்னமைப்பின் இயல்புநிலை மாற்றம் n = 3 → n = 2 (Hα, சிவப்பு பால்மர் கோடு).
2. வெளியிடப்பட்ட-அலைநீள வாசிப்பை இயக்குங்கள்.
3. ஒவ்வொரு முயற்சிக்கும் தொடக்க ஆற்றல் நிலை n_initial-ஐ அமைத்து (n_final = 2-க்கு இறங்கி), வெளியிடப்பட்ட அலைநீளத்தைப் பதிவு செய்யுங்கள்.

ஆளும் சமன்பாடு

ஃபோட்டான் அலைநீளம்–ஆற்றல் தொடர்பு — λ = hc/ΔE

போர் மாதிரியின் ஆற்றல்-நிலை மாற்றம் (n_i முதல் n_f வரை) வெளியிடப்பட்ட ஃபோட்டானின் ஆற்றலை ΔE தரும்போது, அதன் அலைநீளம் λ = hc/ΔE இலிருந்து நேரடியாகப் பின்பற்றுகிறது — எந்த ஃபோட்டானின் ஆற்றலையும் அதன் அலைநீளத்துடன் இணைக்கும் அதே தொடர்பு. நிலை இடைவெளியே, மற்றும் அதனால் ΔE, ரிட்பர்க் சூத்திரம் 1/λ = R(1/n_f² − 1/n_i²) ஆல் நிர்ணயிக்கப்படுகிறது.

அச்சிடக்கூடிய பணித்தாள் மாணவர்களிடம் என்ன கண்டறியச் சொல்கிறது

• ஒரு முயற்சிக்கு, ரிட்பர்க் மாறிலி R = 1.09678×10⁷ m⁻¹ மற்றும் n_f = 2 பயன்படுத்தி 1/λ = R(1/n_f² − 1/n_i²) கணக்கிடுங்கள். அட்டவணையுடன் ஒப்பிடுங்கள்.
• n_i அதிகரிக்கும்போது அலைநீளங்கள் ஏன் குறைகின்றன (உயர் ஆற்றல்), ஆனால் தொடர்ச்சியான கோடுகளுக்கு இடையேயான இடைவெளி (Hα, Hβ, Hγ) ஏன் சுருங்குகிறது — அவை வரம்பற்ற விரிவடைவதற்கு பதிலாக ஒரு தொடர் வரம்பை நோக்கி குவிகின்றன — என்று விளக்குங்கள்.

ஆய்வகத்தைத் தாண்டி இது எங்கு தோன்றுகிறது

• பால்மர் தொடரே (சுமார் 400–700 nm) காட்சி நிறமாலையில் விழும் ஒரே ஹைட்ரஜன் தொடர் — அடிப்படை அணுக் கொள்கை இருந்ததற்கு முன்பே, 1885-இல் ஜோஹன் பால்மரால் வரலாற்று ரீதியாக முதலில் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது அதுவே. லைமன் தொடர் (n = 1-க்கு இறங்கி) மற்றும் பாஷன் தொடர் (n = 3-க்கு இறங்கி) காட்சி ஒளிக்கு வெளியே ஏன் விழுகின்றன என்று விளக்குங்கள்.
• வானியலாளர்கள், தூரத்து விண்மீன்களில் ஹைட்ரஜனை, விண்மீன் ஒளி நிறமாலைகளில் இந்த சரியான பால்மர் அலைநீளங்களைக் கண்டறிவதன் மூலம் அடையாளம் காண்கிறார்கள். ஒரு விண்மீனின் நிறமாலையில் மாற்றப்பட்ட (சரியானதல்ல) பால்மர்-ஆல்ஃபா அலைநீளத்தைக் கண்டறிவது, விண்மீன் பூமியுடன் சார்பாக நகர்கிறது என்று வானியலாளர்களுக்கு ஏன் சொல்கிறது (டாப்ளர் விளைவு) என்று விளக்குங்கள்.

• 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. பால்மர் α (Hα) கோட்டிற்கு வருக
2. அணுவைத் தேர்ந்தெடுங்கள்
3. இயக்கு பொத்தானை அழுத்துங்கள்
4. தெரியும் ஹைட்ரஜன் கோடு
5. பண்புகள் பேனலைத் திறங்கள்
6. செய்துவிட்டீர்கள்!

காட்சியை உருவாக்கி, இயக்கு பொத்தானை அழுத்தி, நேரலை அளவீடுகள் மற்றும் வழிகாட்டும் பயிற்சியுடன் ஆராய்வதற்கு ஊடாடும் உருவகத்தைத் திறங்கள்.

ஊடாடும் ஆய்வகத்தைத் திற →

ஆய்வகத் தாளைப் பதிவிறக்கு →

போர் மாதிரி & ஹைட்ரஜன் நிறமாலைகள்