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Spektrallinien und Niveaus

Fünf Abituraufgaben, in denen du mit Energieniveauschemata Spektrallinien berechnest, Serien zuordnest und Aussagen prüfst.

1

Rotes Licht aus dem Orionnebel

AFB

Astrofotografen setzen vor ihre Kamera gern einen H-Alpha-Filter. Er lässt nur das rote Licht durch, das angeregter Wasserstoff in Gasnebeln wie dem Orionnebel beim Sprung von \(n=3\) auf \(n=2\) aussendet. M1 zeigt die untersten Energieniveaus des Wasserstoffatoms. Rechne mit \(h\,c=1240\,\mathrm{eV\cdot nm}\).

M1Energieniveaus des Wasserstoffatoms
W in eVW = 0n = 1 −13,60 eVn = 2 −3,40 eVn = 3 −1,51 eVn = 4 −0,85 eVn = 5 −0,54 eV
  1. Lies die Energien der Niveaus \(n=2\) und \(n=3\) aus M1 ab.
  2. Berechne die Wellenlänge des Lichts, das der Filter durchlässt.
  3. Nenne die Serie, zu der diese Linie gehört, und ihren Spektralbereich.
  4. Gib die Energie an, die man einem Elektron im Niveau \(n=2\) mindestens zuführen muss, damit es das Atom verlässt.
2

Wasserstoffhülle der Erde im UV

AFB
3

Vom Termschema zur Spektrallinie

AFB
4

Ein unbekanntes Atom mit vier Niveaus

AFB
5

Wasserstoff im Radioteleskop

AFB