பால்மர் தொடர்: காட்சி ஹைட்ரஜன் நிறமாலைக் கோடுகள்

1 · கணிப்பு

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?

• 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.

2 · அமைப்பு

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.

3 · தரவு சேகரி

உங்கள் மூன்று முயற்சிகளுக்கும், 1/n_i² (x-அச்சு) எதிராக 1/λ (y-அச்சு)-ஐ வரையுங்கள். கோடு நேராக உள்ளதா?

4 · பகுப்பாய்வு

1. 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.
2. 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.

5 · நீட்டிப்பு

1. 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.
2. 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.

இந்த சோதனையின் பின்னணி இயற்பியல்

← சோதனைக்குத் திரும்பு

138 இலவச அச்சிடக்கூடிய இயற்பியல் ஆய்வகப் பணித்தாள்கள்