近代物理
萊曼 α 線
紫外萊曼系 — 躍遷到基態。
萊曼 α 線——互動式近代物理模擬。紫外萊曼系 — 躍遷到基態。 免費的瀏覽器物理虛擬實驗室，提供即時 SI 測量與分步引導教學。
萊曼系
紫外萊曼系 — 躍遷到基態。
躍遷到 n = 1 產生比巴耳末系波長更短的紫外萊曼系譜線。121.6 nm 的萊曼-α 在天體物理氫雲中十分突出，是探測星際介質的關鍵。
- 紫外躍遷
- 萊曼序列：n → 1
調查簡介
在打開實驗室之前先規劃好問題
這份簡報反映預先渲染的頁面：探究問題、互相競爭的預測、變數角色、支配定律、設定，以及分析和延伸提示都會以此順序保持可見。
駕駛問題
電子一路下降到基態 (n = 1) 發出萊曼級數。與巴爾默系列（下降到 n = 2）相比，您期望萊曼光子具有更多還是更少的能量？
預測權重
- 比巴爾默躍遷能量少。
- 更多的能量（較短的波長）－下降到基態比下降到 n = 2 釋放更大的能隙。
- 與等效巴爾默躍遷相同的能量。
可變角色
您設定的內容：
- 起始等級 n_i
您測量的內容：
- 發射波長λ (nm)
調查如何進行
- 開啟 lyman-alpha 預設並按下 Reset。此預設的預設過渡是 n = 2 → n = 1 (Lyman-alpha)。
- 啟用發射波長讀數。
- 設定每次試驗的起始能階 n_initial（降至 n_final = 1）並記錄發射波長。
控制方程
萊曼系列（基態躍遷） — λ = hc/ΔE
終態為n_f = 1的躍遷會釋放出氫原子中可能的最大能階差，因為基態遠低於所有激發態——由此產生波長最短（能量最高）的譜線系，完全落在紫外波段。
可列印的工作表要求學生完成什麼
- 對於一次試驗，使用 n_f = 1 計算 1/λ = R(1/n_f² − 1/n_i²)。與表格進行比較。確認所有三個波長均低於 122 nm（深紫外線，肉眼不可見）。
- 將你的萊曼系波長與balmer-alpha實驗中可見光波長進行比較。請解釋為什麼躍遷到n = 1（比躍遷到n = 2的能階差大得多）總是產生能量更高、波長更短的光子。
這在實驗室之外的地方表現出來
- 萊曼系紫外光在到達地面之前，幾乎完全被地球大氣吸收。請解釋為什麼要觀測遙遠天體發出的氫萊曼-α發射，需要使用太空望遠鏡而不是地面望遠鏡。
- 當 n_i → ∞ 時，1/λ 精確地接近 R（級數極限），對應於電子幾乎完全逃離原子（電離）而不是特定的躍遷。使用您的公式，解釋為什麼級數極限代表基態的電離能。
- 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
- 歡迎學習萊曼 α 線
- 選擇原子
- 按播放
- 紫外躍遷
- 打開學習側欄面板
- 完成了！
打開互動式模擬以構建場景，點擊運行，並透過即時測量和引導式教學進行探索。