سوال ۱۶ — سؤال ۱۶ امتحان نهایی فیزیک ۳ تجربی — مرداد ۱۴۰۳

الف) ۴ (لیمان) — ب) ۱ (بالمر) — پ) ۳ (پفوند)

در اتم هیدروژن، هر رشتهٔ طیفی از جهش الکترون از ترازهای بالاتر به یک تراز پایانی معین پدید می‌آید:

• لیمان: جهش به تراز $n' = 1$
• بالمر: جهش به تراز $n' = 2$
• پاشن: جهش به تراز $n' = 3$
• براکت: جهش به تراز $n' = 4$
• پفوند: جهش به تراز $n' = 5$

هر چه تراز پایانی پایین‌تر باشد، اختلاف انرژی ترازها بیشتر است؛ پس انرژی و بسامد فوتون بیشتر و طول موج آن کوتاه‌تر است.

الف) لیمان (۴). در رشتهٔ لیمان الکترون به پایین‌ترین تراز ($n' = 1$) می‌رسد، پس بزرگ‌ترین اختلاف انرژی و بیشترین بسامد را دارد (این فوتون‌ها در ناحیهٔ فرابنفش‌اند).

ب) بالمر (۱). از میان رشته‌های هیدروژن، فقط رشتهٔ بالمر چند خط در ناحیهٔ نور مرئی دارد؛ لیمان در فرابنفش و پاشن، براکت و پفوند در فروسرخ‌اند.

پ) پفوند (۳). از میان گزینه‌ها، پفوند بالاترین تراز پایانی ($n' = 5$) را دارد. ترازهای بالا به هم نزدیک‌ترند، پس کوچک‌ترین اختلاف انرژی، و در نتیجه بلندترین طول موج، در میان این رشته‌ها به پفوند می‌رسد (این فوتون‌ها در ناحیهٔ فروسرخ‌اند).

گزینهٔ اضافه «براکت (۲)» است.