Vật lý hiện đại

Vạch Paschen β

Dãy Paschen hồng ngoại — phát xạ bước sóng dài hơn.

Vạch Paschen β — mô phỏng Vật lý hiện đại tương tác. Dãy Paschen hồng ngoại — phát xạ bước sóng dài hơn. Phòng thí nghiệm vật lý ảo miễn phí trên trình duyệt với phép đo SI trực tiếp và hướng dẫn từng bước.

Chuỗi Paschen

Chuỗi Paschen hồng ngoại — phát xạ ở bước sóng dài hơn.

Chuỗi Paschen (chuyển tiếp về n = 3) nằm ở vùng hồng ngoại, minh họa số lượng tử chính xác định năng lượng photon qua nhiều bậc bước sóng như thế nào. Các vạch hồng ngoại xuất hiện trong khí hydro lạnh và một số chuyển tiếp laser.

• Chuyển tiếp IR
• n → 3

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 giảm xuống n = 3 (dãy Paschen) giải phóng những khoảng trống năng lượng nhỏ hơn so với dãy Balmer hoặc Lyman. Phải chăng điều này có nghĩa là các photon Paschen rơi vào vùng hồng ngoại, vượt xa những gì mắt có thể nhìn thấy?

Dự đoán cân nặng

• Có - khoảng cách năng lượng nhỏ hơn có nghĩa là bước sóng dài hơn, đẩy các vạch Paschen vào vùng hồng ngoại.
• Không - Đường Paschen vẫn hiển thị.
• Các vạch Paschen thực sự có năng lượng cao hơn, trong phạm vi tia X.

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 trước paschen-beta và nhấn Đặt lại. Chuyển đổi mặc định của cài đặt trước này là n = 5 → n = 3 (Paschen-beta).
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 = 3) và ghi lại bước sóng phát ra.

phương trình điều khiển

Dòng Paschen (Chuyển tiếp hồng ngoại) — λ = hc/ΔE

Các chuyển tiếp kết thúc ở n_f = 3 bao gồm các khoảng trống năng lượng nhỏ hơn so với chuỗi Balmer (n_f = 2) hoặc Lyman (n_f = 1), vì các mức n cao hơn có khoảng cách gần nhau hơn - tạo ra các photon hồng ngoại, bước sóng dài hơn.

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

• Đối với một phép thử, hãy tính 1/λ = R(1/n_f² − 1/n_i²) sử dụng n_f = 3. So sánh với bảng. Xác nhận cả ba bước sóng đều nằm trên 1000 nm - hồng ngoại.
• So sánh kích thước của các bước sóng này với các thí nghiệm Balmer-alpha và lyman-alpha. Giải thích mô hình tổng thể: chuỗi kết thúc ở n_f cao hơn (khoảng cách năng lượng nhỏ hơn so với mức tham chiếu mặt đất) tạo ra các photon có bước sóng dài hơn, năng lượng thấp hơn.

Nơi điều này xuất hiện bên ngoài phòng thí nghiệm

• Các mức năng lượng của hydro tiến gần nhau hơn khi n tăng (E_n ∝ −1/n²), nên sự chuyển đổi giữa các mức năng lượng cao giải phóng ít năng lượng hơn so với các chuyển đổi liên quan đến mức thấp. Giải thích tại sao sự tập trung các mức năng lượng ở mức n cao này giải thích tại sao chuỗi Paschen (n_f = 3 ) trải rộng trên phạm vi năng lượng rộng hơn bạn có thể mong đợi lúc đầu.
• Thiên văn học hồng ngoại sử dụng chính xác các dòng Paschen (và thậm chí cả những dòng có bước sóng dài hơn Brackett, Pfund) để nghiên cứu hydro trong các vùng không gian bụi bặm nơi ánh sáng khả kiến bị chặn. Tại sao ánh sáng hồng ngoại có thể xuyên qua bụi vũ trụ tốt hơn ánh sáng khả kiến?

• 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 Paschen β
2. Chọn nguyên tử
3. Nhấn Phát
4. Chuyển tiếp hồng 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