పాషెన్ శ్రేణి: పరారుణ హైడ్రోజన్ రేఖలు

1 · ఊహించండి

n = 3 కు పడే ఎలక్ట్రాన్‌లు (పాషెన్ శ్రేణి) బామర్ లేదా లైమన్ శ్రేణుల కంటే చిన్న శక్తి అంతరాలను విడుదల చేస్తాయి. దీనర్థం పాషెన్ ఫోటాన్‌లు కంటికి కనిపించే పరిధి దాటి పరారుణంలో పడతాయా?

• అవును — చిన్న శక్తి అంతరాలు పొడవైన తరంగదైర్ఘ్యాలు అంటే, పాషెన్ రేఖలను పరారుణంలోకి నెట్టడం.
• లేదు — పాషెన్ రేఖలు ఇంకా కనిపిస్తాయి.
• పాషెన్ రేఖలు వాస్తవానికి ఎక్కువ శక్తి గలవి, X-రే పరిధిలో.

2 · అమరిక

1. paschen-beta ప్రీసెట్‌ను తెరిచి రీసెట్ నొక్కండి. ఈ ప్రీసెట్ యొక్క డిఫాల్ట్ పరివర్తనం n = 5 → n = 3 (పాషెన్-బీటా).
2. ఉద్గార-తరంగదైర్ఘ్య రీడింగ్‌ను చేతనం చేయండి.
3. ప్రతి ప్రయత్నానికి ప్రారంభ శక్తి స్థాయి n_initial ను సెట్ చేసి (n_final = 3 కు పడిపోతూ), ఉద్గారిత తరంగదైర్ఘ్యాన్ని నమోదు చేయండి.

3 · డేటా సేకరించండి

మీ మూడు ప్రయత్నాల కోసం ప్రారంభ స్థాయి n_i (x-అక్షం) పై ఉద్గారిత తరంగదైర్ఘ్యం λ (y-అక్షం) ప్లాట్ చేయండి.

4 · విశ్లేషించండి

1. ఒక ప్రయత్నానికి, n_f = 3 ఉపయోగించి 1/λ = R(1/n_f² − 1/n_i²) లెక్కించండి. పట్టికతో పోల్చండి. మూడు తరంగదైర్ఘ్యాలు 1000 nm కంటే ఎక్కువగా ఉంటాయని నిర్ధారించండి — పరారుణం.
2. ఈ తరంగదైర్ఘ్యాల పరిమాణాన్ని balmer-alpha, lyman-alpha ప్రయోగాలతో పోల్చండి. మొత్తం నమూనాన్ని వివరించండి: ఎక్కువ n_f వద్ద ముగిసే శ్రేణులు (ప్రధాన సూచి స్థాయికి చిన్న శక్తి అంతరం) పొడవైన-తరంగదైర్ఘ్య, తక్కువ-శక్తి ఫోటాన్‌లను ఉత్పత్తి చేస్తాయి.

5 · విస్తరించండి

1. n పెరిగేకొద్దీ హైడ్రోజన్ శక్తి స్థాయిలు దగ్గరగా వస్తాయి (E_n ∝ −1/n²), కాబట్టి ఎక్కువ స్థాయిల మధ్య పరివర్తనాలు తక్కువ స్థాయిలు కలిగిన పరివర్తనాల కంటే తక్కువ శక్తిని విడుదల చేస్తాయి. ఎక్కువ n వద్ద స్థాయిల ఈ రద్దీ, దాని నిరపేక్ష శక్తి పరిధి మూడింటిలో అతి చిన్నదైనా (చిన్న, దగ్గరగా ఉన్న శక్తులు 1/E = λ/hc లో విస్తరించిన వ్యాప్తికి మ్యాప్ అవుతాయి), పాషెన్ శ్రేణి (n_f = 3) బామర్ లేదా లైమన్ శ్రేణి కంటే ఎక్కువ తరంగదైర్ఘ్యాల పరిధిని ఎందుకు కలిగి ఉంటుందో వివరించండి.
2. పరారుణ ఖగోళ శాస్త్రం కనిపించే కాంతి అడ్డుకోబడిన ధూళితో నిండిన అంతరిక్ష ప్రాంతాల్లో హైడ్రోజన్‌ను అధ్యయనం చేయడానికి సరిగ్గా ఈ పాషెన్ (ఇంకా పొడవైన-తరంగదైర్ఘ్య బ్రాకెట్, ప్ఫుండ్) శ్రేణి రేఖలను ఉపయోగిస్తుంది. పరారుణ కాంతి కనిపించే కాంతి కంటే అంతరిక్ష ధూళిని బాగా ఎందుకు చొచ్చుకుపోతుంది?

ఈ ప్రయోగం వెనుక ఉన్న భౌతిక శాస్త్రం

← ప్రయోగానికి తిరిగి

138 ఉచిత ముద్రించగల భౌతిక శాస్త్ర ప్రయోగ పత్రకాలు