بالمر سلسلہ: مرئی ہائیڈروجن طیفی لکیریں

1 · پیش گوئی

ہائیڈروجن ایٹم کا ایک الیکٹران زیادہ توانائی سطح سے نیچے سطح n = 2 تک گرتا ہے اور ایک فوٹون خارج کرتا ہے (بالمر سلسلہ — واحد ہائیڈروجن لکیریں جو انسانی آنکھ کو نظر آتی ہیں)۔ کیا خارج شدہ طول موج اُس سطح پر منحصر ہے جہاں سے الیکٹران نے آغاز کیا؟

• جی ہاں — مختلف شروع سطحیں مختلف، الگ الگ پھیلی طولِ موجیں (بالمر لکیریں Hα، Hβ، Hγ…)۔
• نہیں — n = 2 تک ہر منتقلی وہی طول موج خارج کرتی ہے۔
• طولِ موج مسلسل حد میں کچھ بھی، الگ الگ قدریں نہیں۔

2 · تیاری

1. balmer-alpha پری سیٹ کھولیں اور Reset دبائیں۔ اس پری سیٹ کا پہلے سے طے شدہ منتقلی n = 3 → n = 2 ہے (Hα، سرخ بالمر لکیر)۔
2. گسیل طولِ موج پڑائت فعال کریں۔
3. ہر آزمایش کے لیے آغاز توانائی سطح n_initial سیٹ کریں (n_final = 2 تک گر کر) اور خارج شدہ طول موج درج کریں۔

3 · ڈیٹا جمع کریں

اپنی تین آزمایشوں کے لیے 1/λ (y محور) بمقابلہ 1/n_i² (x محور) کھینچیں۔ کیا لکیر سیدھی؟

4 · تجزیہ

1. کسی ایک آزمایش کے لیے 1/λ = R(1/n_f² − 1/n_i²) حساب کریں، رائڈبرگ مستقل R = 1.097×10⁷ m⁻¹ اور n_f = 2 لے کر۔ جدول سے موازنہ کریں۔
2. سمجھائیں کیوں n_i بڑھنے پر طولِ موج چھوٹی (زیادہ توانائی) مگر مسلسل خطوط (Hα، Hβ، Hγ) کے بیچ فاصلہ سکڑتا — یہ حدِ سلسلے کی طرف سمٹتے، لامتناہی کھلتے نہیں۔

5 · توسیع

1. بالمر سلسلہ واحد ہائیڈروجن سلسلہ ہے جو مرئی طیف (تقریباً 400–700 nm) میں آتا ہے — اسی لیے تاریخ میں یہ سب سے پہلے دریافت ہوا، یوہان بالمر نے 1885 میں، اس سے پہلے کہ بنیادی ایٹمی نظریہ موجود ہو۔ وضاحت کریں کہ لیمن سلسلہ (n = 1 تک گرنا) اور پاشن سلسلہ (n = 3 تک گرنا) مرئی روشنی سے باہر کیوں آتے ہیں۔
2. فلکیات دان دور ستاروں میں ہائیڈروجن انہی بالمر طولِ موجوں سے پہچانتے۔ سمجھائیں کیوں ستارے کے طیف میں «بدلی ہوئی» (بالکل درست نہیں) بالمر الفا طولِ موج ستارے کے زمین کی نسبت حرکت پر دلالت (ڈوپلر اثر)۔

اس تجربے کے پیچھے کی طبیعیات

← تجربے پر واپس