offSchoolবেটা

রসায়ন · অধ্যায় ৩

হাইড্রোজেন কেন নির্দিষ্ট রঙের আলো দেয়?

মান বদলাও, চালাও, আর দেখো কী ঘটে।

হাইড্রোজেন গ্যাসের নলে বিদ্যুৎ দিলে আলো জ্বলে, প্রিজমে দেখলে রংধনুর মতো পুরো বর্ণালি নয়, কয়েকটি আলাদা রেখা: লাল, নীলাভ সবুজ, নীল, বেগুনি। বোরের মডেলে ইলেকট্রন n = ৩ থেকে n = ২ স্তরে নামলে লাল রেখা হয়। n = ৪ থেকে n = ২ এ নামলে কোন রঙের আলো আসবে?

n = ৪ থেকে n = ২ এ নামলে কোন আলো আসবে?

  1. নীলাভ সবুজ (৪৮৬ nm): বড় লাফ, বেশি শক্তি, ছোট তরঙ্গদৈর্ঘ্য
  2. আবার লাল, n = ২ তে নামলেই লাল হয়
  3. অবলোহিত, বড় লাফে তরঙ্গদৈর্ঘ্য বড় হয়
  4. কোনো আলো নয়, ইলেকট্রন শুধু পাশের স্তরে লাফাতে পারে

যা বদলাতে পারবে

  • ইলেকট্রন শুরু করে স্তর: ১ থেকে ৬
  • ইলেকট্রন শেষে স্তর: ১ থেকে ৬

যা মেপে দেখাবে

  • কী ঘটে
  • ফোটনের শক্তি (eV)
  • তরঙ্গদৈর্ঘ্য (nm)
  • রং
  • বর্ণালি সিরিজ

চালানোর সময় খেয়াল করো

  • n = ২ তে শেষ করে শুরুর স্তর ৩, ৪, ৫, ৬ করে দেখো।
  • উল্টো দিকে লাফ দিলে (নিচ থেকে উপরে) কী ঘটে?

নিজে করে দেখো

  1. হাইড্রোজেনের বেগুনি রেখা (৪১০ nm) তৈরি করো।
    ইঙ্গিত

    দৃশ্যমান রেখাগুলোর মধ্যে সবচেয়ে বড় লাফ।

  2. এমন লাফ খুঁজে বের করো যার আলো চোখে দেখা যায় না, অতিবেগুনি।
    ইঙ্গিত

    সবচেয়ে নিচের স্তরে নামো।

ধারণাটা কী?আগে নিজে চালিয়ে দেখো, তারপর খোলো।

রাদারফোর্ড ও বোর পরমাণু মডেলের তুলনা

Ephoton=13.6(1n12−1n22) eV,λ=1240E nmE_{\text{photon}} = 13.6\left(\frac{1}{n_1^2} - \frac{1}{n_2^2}\right)\ \text{eV},\quad \lambda = \frac{1240}{E}\ \text{nm}

রাদারফোর্ডের মডেলে ইলেকট্রন নিউক্লিয়াসের চারদিকে যেকোনো পথে ঘুরতে পারে; কিন্তু ঘুরন্ত আধান শক্তি বিকিরণ করে, তাই ইলেকট্রনের ঘুরে ঘুরে নিউক্লিয়াসে পড়ে যাওয়ার কথা, আর তখন সব রঙের আলো আসার কথা। বাস্তবে পরমাণু স্থায়ী, আর হাইড্রোজেন কয়েকটি নির্দিষ্ট রঙের আলো দেয়। বোর বললেন: ইলেকট্রন শুধু নির্দিষ্ট শক্তির কক্ষপথে (শক্তিস্তর n = ১, ২, ৩...) ঘুরতে পারে, আর সেখানে থাকলে শক্তি হারায় না। উঁচু স্তর থেকে নিচু স্তরে নামলে দুই স্তরের শক্তির পার্থক্যের সমান একটি ফোটন বের হয়; উল্টোভাবে ঠিক সেই শক্তির আলো শোষণ করে উপরে ওঠে। n = ২ এ নামলে দৃশ্যমান বামার রেখা (৬৫৬ লাল, ৪৮৬ নীলাভ সবুজ, ৪৩৪ নীল, ৪১০ বেগুনি), n = ১ এ নামলে অতিবেগুনি লাইম্যান রেখা। বড় লাফে বেশি শক্তি, তাই তরঙ্গদৈর্ঘ্য ছোট। বোরের মডেল হাইড্রোজেনের জন্য দারুণ মেলে, কিন্তু বহু ইলেকট্রনের পরমাণুতে পুরোপুরি খাটে না।

অন্য উত্তরগুলো কেন ভুল

রং ঠিক করে লাফের শক্তি, শেষ স্তর নয়। ৪ থেকে ২ এ লাফ ৩ থেকে ২ এর চেয়ে বড়, তাই ফোটনের শক্তি বেশি, তরঙ্গদৈর্ঘ্য ছোট: লালের বদলে নীলাভ সবুজ।

যেসব ভুল ধারণা হয়

  • একই স্তরে নামলে সবসময় একই রঙের আলো
  • বড় লাফে তরঙ্গদৈর্ঘ্য বড় হয়
  • ইলেকট্রন শুধু পাশের স্তরে যেতে পারে

বাস্তবে কোথায় দেখা যায়

  • আতশবাজির রং আর রাস্তার সোডিয়াম বাতির হলুদ আলোও ইলেকট্রনের স্তর বদলের ফল।

পাঠ্যবইয়ের টপিক