Vật lý hiện đại

Vạch Lyman α

Dãy Lyman tử ngoại — chuyển mức về trạng thái cơ bản.

Vạch Lyman α — mô phỏng Vật lý hiện đại tương tác. Dãy Lyman tử ngoại — chuyển mức về trạng thái cơ bản. Phòng thí nghiệm vật lý ảo miễn phí trên trình duyệt với phép đo SI trực tiếp và hướng dẫn từng bước.

Chuỗi Lyman

Chuỗi Lyman tử ngoại — chuyển tiếp về trạng thái cơ bản.

Các chuyển tiếp về n = 1 tạo ra các vạch chuỗi Lyman tử ngoại ở bước sóng ngắn hơn Balmer. Lyman-α tại 121,6 nm nổi bật trong các đám mây hydro thiên văn vật lý và là chìa khóa để khảo sát môi trường liên thiên hà.

• Chuyển tiếp UV
• n → 1

Tóm tắt điều tra

Lập kế hoạch câu hỏi trước khi bạn mở phòng thí nghiệm

Bản tóm tắt phản ánh trang được kết xuất trước: câu hỏi dẫn dắt, các dự đoán cạnh tranh, vai trò của biến, các định luật chi phối, phần thiết lập và các gợi ý phân tích, mở rộng vẫn hiển thị theo thứ tự này.

Câu hỏi lái xe

Các electron rơi xuống trạng thái cơ bản (n = 1) phát ra chuỗi Lyman. So với dãy Balmer (giảm xuống n = 2), bạn mong đợi các photon Lyman có nhiều hay ít năng lượng?

Dự đoán cân nặng

• Ít năng lượng hơn chuyển tiếp Balmer.
• Nhiều năng lượng hơn (bước sóng ngắn hơn) - giảm xuống trạng thái cơ bản sẽ giải phóng khoảng cách năng lượng lớn hơn so với giảm xuống n = 2.
• Năng lượng tương tự như chuyển tiếp Balmer tương đương.

Vai trò thay đổi

Những gì bạn đặt:

• Cấp độ bắt đầu n_i

Những gì bạn đo lường:

• Bước sóng phát ra λ (nm)

Cuộc điều tra diễn ra như thế nào

1. Mở cài đặt sẵn lyman-alpha và nhấn Reset. Chuyển đổi mặc định của giá trị đặt trước này là n = 2 → n = 1 (Lyman-alpha).
2. Kích hoạt tính năng đọc bước sóng phát ra.
3. Đặt mức năng lượng ban đầu n_initial cho mỗi lần thử (giảm xuống n_final = 1) và ghi lại bước sóng phát ra.

phương trình điều khiển

Dòng Lyman (Chuyển đổi trạng thái cơ bản) — λ = hc/ΔE

Các chuyển đổi kết thúc ở n_f = 1 giải phóng những khoảng trống năng lượng lớn nhất có thể có trong hydro, vì trạng thái cơ bản nằm thấp hơn nhiều so với mọi mức kích thích - tạo ra chuỗi quang phổ bước sóng ngắn nhất ( năng lượng cao nhất ), hoàn toàn ở vùng tử ngoại.

Bảng tính có thể in được yêu cầu học sinh làm gì

• Đối với một lần thử, hãy tính 1 /λ = R(1/n_f² − 1 /n_i²) bằng cách sử dụng n_f = 1 . So sánh với bảng. Xác nhận cả ba bước sóng đều nằm dưới 122 nm — tia cực tím sâu, không nhìn thấy được bằng mắt.
• So sánh bước sóng Lyman của bạn với bước sóng ánh sáng khả kiến của thí nghiệm balmer-alpha. Giải thích tại sao giảm xuống n = 1 (khoảng cách năng lượng lớn hơn nhiều so với giảm xuống n = 2 ) luôn tạo ra các photon năng lượng cao hơn , bước sóng ngắn hơn.

Nơi điều này xuất hiện bên ngoài phòng thí nghiệm

• Tia cực tím thuộc dãy Lyman gần như bị bầu khí quyển Trái đất hấp thụ hoàn toàn trước khi chạm tới mặt đất. Giải thích tại sao cần có kính thiên văn không gian (chứ không phải kính đặt trên mặt đất) để quan sát sự phát xạ Lyman-alpha của hydro từ các vật thể thiên văn ở xa.
• Khi n_i → ∞, 1 /λ tiếp cận chính xác R (giới hạn chuỗi), tương ứng với một electron hầu như không thoát khỏi nguyên tử hoàn toàn (ion hóa) thay vì một quá trình chuyển đổi cụ thể. Sử dụng công thức của bạn, giải thích tại sao giới hạn chuỗi biểu thị năng lượng ion hóa từ trạng thái cơ bản.

• 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. Chào mừng đến Lyman α
2. Chọn nguyên tử
3. Nhấn Phát
4. Chuyển tiếp tử ngoại
5. Mở Trình kiểm tra
6. Hoàn thành!

Mở mô phỏng tương tác để xây dựng hoạt cảnh, nhấn Chạy và khám phá với các phép đo trực tiếp và bài hướng dẫn.

Mở phòng thí nghiệm tương tác →

Tải tài liệu thí nghiệm →

Mô Hình Bohr & Quang Phổ Hiđrô