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玻爾氫原子

關於這個模擬實驗

此模擬展示氫原子的玻爾模型，電子只能佔據某些特定的能級。學生選擇要躍遷至的能級，開啟或關閉隨機躍遷，設定躍遷的頻密程度，並可隨時觸發一次躍遷。每次躍遷都會放出或吸收一個光子，並以其真實顏色繪出，讀數顯示躍遷、波長、光子能量與光譜系。適合用於講解原子的發射光譜、巴耳末系與賴曼系，以及元素為何會呈現線狀光譜。

學生可以探索什麼

  • 把「躍遷至能級 n」設為 2，並按「立即隨機躍遷」，看看哪些躍遷會終止於 n = 2。
  • 比較由 n = 3 躍遷至 2，與由 n = 6 躍遷至 2 的「光子波長」。
  • 找出一個終止於 n = 1 的躍遷，並確認「光譜系」讀數顯示為賴曼系，屬紫外線。
  • 關閉「隨機躍遷」，使電子停留在同一能級，然後逐一步進各能級。
  • 把「每隔」改為 6 s，讓全班有時間預測每個光子的能量。

學習目標

  1. 1解釋氫原子中的電子佔據固定的能級。
  2. 2把放出光子的能量與兩個能級之間的差距聯繫起來。
  3. 3分辨可見光的巴耳末系與紫外線的賴曼系。
  4. 4用 E = -13.6 eV / n² 計算各能級的能量。

教師常問的問題

這個模擬是免費的嗎？

是。此模擬免費，可在任何現代瀏覽器上運行，包括電子白板與平板電腦，無需註冊或安裝。

為什麼氫只會發出某些特定顏色的光？

光子能量等於兩個允許能級之間的差距，因此只可能出現特定的波長。這些波長在發射光譜中表現為分立的譜線，而非連續的彩虹。

巴耳末系與賴曼系有何分別？

終止於 n = 2 的躍遷屬於巴耳末系，發出可見光。終止於 n = 1 的躍遷屬於賴曼系，因能量差距較大，發出紫外線光子。

我如何在課堂上使用？

使用「躍遷至能級」滑桿與「立即隨機躍遷」按鈕，並在面板中讀取躍遷與光子的數值。每次躍遷前，請學生預測光的顏色。

嵌入這個模擬實驗

免費嵌入你的學習平台、網誌或班級網頁。

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