EIKONIKA ΠΕΙΡΑΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ

BHMA 1. Δημιουργία των διεγερμένων και σχεδόν ασταθών σταθμών των He και Ne.

Κάντε κλικ στο κουμπί "Create He Excited State Band" στα δεξιά του ενεργειακού διαγράμματος του Ηλίου (He). Δύο διεγερμένες καταστάσεις για το Ήλιο εμφανίζονται στο ενεργειακό διάγραμμα αριστερά του κουμπιού. Στην άλλη μεριά πατήστε το κουμπί "Create Ne Excited State Band" που εμφανίζεται. Δύο διεγερμένες καταστάσεις εμφανίζονται για το Νέο (Ne) στο ενεργειακό του διάγραμμα. Στη συνέχεια πατήστε το κουμπί "Create Ne Metastable State Band" που εμφανίζεται από κάτω. Δύο ασταθείς ζώνες εμφανίζονται, κάθε μία κάτω από τις διεγερμένες ζώνες για το Νέο.

BHMA 2. Αυξάνοντας την ενέργεια στο διάγραμμα ενέργειας άντλησης.

Αυτό μπορεί να γίνει μετακινώντας το slider στην κάτω αριστερή μεριά της οθόνης. Παρατηρήστε τον δείκτη στην κατακόρυφη κλίμακα του διαγράμματος του Ηλίου που κινείται ανοδικά παράλληλα με την αύξηση της ενέργειας. Πρέπει να αυξήσετε την ενέργεια τουλάχιστον τόσο ψηλά όσο είναι η χαμηλότερη διεγερμένη στάθμη του Ηλίου. Τότε κάντε κλικ στο κουμπί "Turn on Pumping Energy". Παρατηρήστε τις μεταβάσεις στα ενεργειακά διαγράμματα του Ηλίου και Νέου. Αρχικά, ηλεκτρόνια διεγείρονται από την βασική στάθμη "ground state" του Ηλίου στην διεγερμένη στάθμη, το οποίο φαίνεται από βέλη τα οποία εκφράζουν κατακόρυφες με φορά προς τα πάνω μεταβάσεις, όπως επίσης από το πιο σκούρο χρώμα των διεγερμένων σταθμών δείχνοντας την αύξηση του πληθυσμού σε αυτές τις στάθμες. Ένα animation δείχνει τις συγκρούσεις των ατόμων του Ηλίου με αυτά του Νέου. Και ένα πορτοκαλί οριζόντιο βέλος δείχνει την μεταφορά ενέργειας από το Ήλιο στο Νέο. Διαδοχικές μεταβάσεις από τις διεγερμένες και ασταθείς στάθμες του Νέου φαίνονται στο ενεργειακό διάγραμμα. Το πειραματικό φάσμα εμφανίζεται κάτω από το ενεργειακό διάγραμμα και πάνω από το αληθινό φάσμα εκπομπής του He-Ne laser.

BHMA 3. Ταιριάζοντας το πειραματικό φάσμα με το πραγματικό.

Για να ταιριάξετε το πειραματικό φάσμα (όπως δημιουργήθηκε στο βήμα 2) με το αληθινό φάσμα, κάντε κλικ στο κουμπί "Edit Properties" στην αριστερή μεριά του πειράματος ακριβώς από πάνω από το σημείο που αυξήσατε την ενέργεια στο διάγραμμα άντλησης. Τότε με το ποντίκι σύρετε τις ενεργειακές στάθμες του Ήλιου και Νέου πάνω ή κάτω μέχρι το σημείο που πιστεύετε ότι το πειραματικό φάσμα θα ταιριάζει το πραγματικό. Μπορεί να χρειαστεί επίσης να αλλάξετε την ενέργεια στο διάγραμμα άντλησης. Τελικά, κάντε κλικ στο κουμπί "Turn on Pumping Energy" και παρατηρήστε τις νέες μεταβάσεις και το νέο πειραματικό φάσμα.

Η τοποθέτηση των ενεργειακών σταθμών σε συγκεκριμένη τιμή ενέργειας, να γίνεται ταυτίζοντας την ΠΑΝΩ γραμμή της στάθμης με τη γραμμή της κλίμακας των ενεργειών που αντιστοιχεί στη συγκεκριμένη τιμή ενέργειας.

[FrontPage Save Results Component]

Όνομα:

Επίθετο:

A.M.:

Δημιουργείστε τις διεγερμένες και ασταθείς στάθμες, όπως περιγράφεται στις υποδείξεις. Πόση πρέπει να είναι η ελάχιστη αρχική ενέργεια που πρέπει να δώσετε στο σύστημα, ώστε να λειτουργήσει (χωρίς να μετακινήσετε τις ενεργειακές στάθμες);

20 eV

20.2 eV

19.6 eV

19.8 eV

Αν λειτουργήσετε το σύστημα, ακριβώς όπως είναι (χωρίς να μετακινήσετε τις ενεργειακές στάθμες) τι χρώματος ακτινοβολία θα πάρουμε;

Τοποθετήστε την κάτω διεγερμένη στάθμη του He στα 18 eV και την πάνω διεγερμένη στα 22 eV. Χωρίς να μετακινήσετε τις υπόλοιπες στάθμες, λειτουργήστε το σύστημα. Τι χρώματος ακτινοβολία θα πάρουμε;

Διατηρήστε την κάτω διεγερμένη στάθμη του He στα 18 eV και την πάνω διεγερμένη στα 22 eV. Χωρίς να μετακινήσετε τις διεγερμένες στάθμες του Ne, τοποθετήστε την κάτω ασταθή στάθμη στα 19 eV και την πάνω διεγερμένη στα 21.2 eV.

Διατηρήστε την κάτω διεγερμένη στάθμη του He στα 18 eV και την πάνω διεγερμένη στα 22 eV. Χωρίς να μετακινήσετε τις διεγερμένες στάθμες του Ne, τοποθετήστε την κάτω ασταθή στάθμη στα 19.4 eV και την πάνω διεγερμένη στα 21.2 eV.

Διατηρήστε την κάτω διεγερμένη στάθμη του He στα 18 eV και την πάνω διεγερμένη στα 22 eV. Χωρίς να μετακινήσετε τις διεγερμένες στάθμες του Ne, τοποθετήστε την κάτω ασταθή στάθμη στα 19.6 eV και την πάνω διεγερμένη στα 22.4 eV.

Διατηρήστε την κάτω διεγερμένη στάθμη του He στα 18 eV και την πάνω διεγερμένη στα 22 eV. Χωρίς να μετακινήσετε τις διεγερμένες στάθμες του Ne, τοποθετήστε την κάτω ασταθή στάθμη στα 20 eV και την πάνω διεγερμένη στα 20.6 eV.

Υπάρχει κάποιος συνδυασμός τιμών των ασταθών σταθμών, για τον οποίο να πετυχαίνουμε ταύτιση του πραγματικού φάσματος με το προσομοιωμένο, έχοντας την κάτω διεγερμένη στάθμη του He στα 18 eV και την πάνω διεγερμένη στα 22 eV, χωρίς να μετακινήσουμε τις διεγερμένες στάθμες του Ne (δηλαδή οι στάθμες του Ne θα βρίσκονται στα 20.25 eV και 21.6 eV);

	Κάτω στάθμη	Πάνω στάθμη
Ναι	eV	eV
Όχι

Για ποιο συνδυασμό σταθμών πετυχαίνουμε ταύτιση του πραγματικού φάσματος με το προσομοιωμένο;

	Κάτω στάθμη	Πάνω στάθμη
He	eV	eV
Ne	eV	eV
Ασταθείς	eV	eV

Υπάρχει άλλος συνδυασμός;

		Κάτω στάθμη	Πάνω στάθμη
Ναι	He	eV	eV
	Ne	eV	eV
	Ασταθείς	eV	eV
Όχι