Calcolatore equazione di Rydberg
Un elettrone che scende dal livello 3 al livello 2 dell'idrogeno emette la riga H-alfa di Balmer, a 656,112276418 nm nel vuoto. Inserisca i livelli superiore e inferiore per ottenere la lunghezza d'onda emessa, il numero d'onda e la serie spettrale. Gratis nel suo browser.
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Esempio risolto
- N iniziale
- 3
- N finale
- 2
- Lunghezza d'onda (m)
- 0,0000006561
- Lunghezza d'onda (nm)
- 656,112276418
- Numero d'onda (1/m)
- 1.524.129,38447
- Costante di Rydberg (1/m)
- 10.973.731,56816
L'equazione di Rydberg predice la lunghezza d'onda del fotone che un atomo di idrogeno emette quando l'elettrone cade da un numero quantico principale più alto a uno più basso. I controlli classici dei compiti, come H-alfa di Balmer (da tre a due) e Lyman-alfa (da due a uno), stanno quindi in una sola chiamata.
Dai livelli di energia a una riga dello spettro
L'elettrone dell'idrogeno può occupare solo certi livelli di energia, numerati 1, 2, 3 e così via. Quando scende da un livello più alto a uno più basso, l'atomo emette un fotone la cui lunghezza d'onda dipende soltanto da quei due numeri. L'equazione di Rydberg esprime questo legame: uno diviso la lunghezza d'onda è uguale alla costante di Rydberg per la differenza tra uno diviso il livello finale al quadrato e uno diviso il livello iniziale al quadrato. La costante usata è il valore CODATA per un nucleo di massa infinita, 10 973 731,568 16 per metro. Salti più ampi liberano più energia e danno lunghezze d'onda più corte. Le righe che finiscono sul livello 1 formano la serie di Lyman, quelle sul 2 la serie di Balmer e quelle sul 3 la serie di Paschen.
Come leggere il risultato e gli errori più comuni
Inserisca prima il livello superiore e poi quello inferiore. Una discesa da 3 a 2 dà 656,112276418 nm, la riga H-alfa della serie di Balmer, e il risultato mostra anche il numero d'onda e il nome della serie. L'errore più comune è scambiare i due livelli: così si descrive l'assorbimento, non l'emissione, e la richiesta viene rifiutata. I livelli devono essere numeri interi positivi, quindi 2,5 o 0 vengono respinti invece che arrotondati. Ricordi anche che la risposta è una lunghezza d'onda nel vuoto, in metri e in nanometri: controlli l'unità della sua tabella o del suo libro prima di confrontare.
Che cosa calcola l'equazione di Rydberg da due livelli dell'idrogeno
L'equazione di Rydberg è la relazione in forma chiusa che predice la lunghezza d'onda nel vuoto della luce emessa quando un elettrone dell'idrogeno scende da un livello legato a uno più basso. La costante R usata qui è la costante di Rydberg CODATA R infinito, 10 973 731.568 16 metri inversi, il valore di massa nucleare infinita che le tabelle citano come costante di Rydberg.
Non tratta l'elio-plus né altri ioni idrogenoidi, che scalano con la carica nucleare al quadrato, né la struttura fine, lo spostamento di Lamb, la costante dell'idrogeno a massa ridotta rispetto a R infinito, né le lunghezze d'onda in aria rispetto al vuoto. L'assorbimento è la stessa formula con i due livelli scambiati ed è rifiutato qui perché questa pagina è solo emissione.
Casi d'uso
Valutazione automatica di prove e LMS
Valuti gli item dell'equazione di Rydberg con un oracolo deterministico che rifiuta livelli non interi e qualsiasi coppia che non emetterebbe un fotone.
Quaderni di laboratorio e primer di spettro a righe
Tabuli le lunghezze d'onda di Balmer, Lyman e Paschen a partire da due numeri quantici senza importare una libreria di chimica quantistica.
Domande frequenti
Quale costante di Rydberg usa il calcolatore?
La costante dell'idrogeno a massa ridotta R_H è un'altra costante e resta fuori ambito.
Che succede se un livello di energia non è un intero positivo?
Zero, negativi e non interi non sono livelli di energia dell'idrogeno ammessi e non vengono addebitati.
Posso calcolare righe di assorbimento?
No, tratta solo l'emissione, quindi il livello di partenza deve stare sopra quello finale. L'assorbimento usa la stessa formula con i due livelli scambiati, e quell'ordine qui viene rifiutato.
A quale serie appartiene una transizione?
Dipende dal livello in cui arriva l'elettrone: il livello 1 dà la serie di Lyman, il 2 quella di Balmer e il 3 quella di Paschen. Il risultato le indica il nome della serie.
La lunghezza d'onda è in aria o nel vuoto?
Nel vuoto. Il calcolatore restituisce la lunghezza d'onda della riga nel vuoto, in metri e in nanometri, insieme al numero d'onda per metro.
Strumenti correlati
Per sviluppatori — accesso via API
Tutto quello che vedi in questa pagina è disponibile anche via API. Questa sezione è per i team che vogliono integrarlo nei propri sistemi; chi non ne ha bisogno può semplicemente usare lo strumento qui sopra.
Endpoint
Autenticazione con Bearer token: un POST mette in coda l'attività e il risultato arriva via webhook o link firmato.
Chiamala dal tuo stack
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/phys/rydberg-equation \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"n_initial":3,"n_final":2}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/phys/rydberg-equation", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"n_initial": 3,
"n_final": 2
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/phys/rydberg-equation",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"n_initial": 3,
"n_final": 2
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/phys/rydberg-equation", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"n_initial":3,"n_final":2}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"n_initial":3,"n_final":2}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/phys/rydberg-equation", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Esempio di richiesta
{
"n_initial": 3,
"n_final": 2
}Esempio di risposta
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "phys.rydberg_equation",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}L'API è asincrona: ricevi subito un task_id e puoi fare polling fino a 1 richiesta al secondo.
Prezzi
Prezzo pubblicato, senza token né crediti. Se l'attività fallisce, non paghi.
Limiti
max_n | 10000 |
Errori
| HTTP | Codice | Significato |
|---|---|---|
401 | unauthorized | Chiave API mancante o non valida: controlla l'header Authorization. |
402 | insufficient_balance | Credito esaurito: ricarica per continuare a eseguire attività. |
404 | unknown_type | Tipo di attività sconosciuto: controlla il campo type della richiesta. |
429 | rate_limited | Troppe richieste in poco tempo: rallenta e riprova tra qualche secondo. |
Note tecniche
Questo calcolatore prende quei due interi positivi — il livello di energia iniziale (superiore) e il livello finale (inferiore) — e restituisce la lunghezza d'onda nel vuoto della riga emessa a partire da uno su lambda uguale a R per uno su n_final al quadrato meno uno su n_initial al quadrato. Livelli nulli, negativi o non interi vengono rifiutati con invalid_input, così come qualsiasi coppia che non emetterebbe perché il livello iniziale non sta strettamente sopra il finale.
Che cosa calcola l'equazione di Rydberg da due livelli dell'idrogeno
Scritta come uno su lambda uguale a R per la quantità uno su n_final al quadrato meno uno su n_initial al quadrato, è la formula che chi studia incontra quando collega per la prima volta i livelli di Bohr allo spettro a righe. n_initial è il numero quantico principale del livello di partenza (superiore) e n_final quello del livello di arrivo (inferiore); entrambi devono essere interi positivi, e un fotone di emissione esiste solo quando n_initial è strettamente maggiore di n_final. I controlli classici sono immediati: n_final uguale a due e n_initial uguale a tre è la riga H-alfa di Balmer nel rosso; n_final uguale a uno e n_initial uguale a due è Lyman-alfa nell'ultravioletto da vuoto; n_final uguale a tre e n_initial uguale a quattro sta nella serie infrarossa di Paschen. Le serie nominate dell'idrogeno si identificano dal solo livello inferiore: Lyman, Balmer, Paschen, Brackett, Pfund e Humphreys per n_final da uno a sei. Questo calcolatore valuta quella sola identità e restituisce la lunghezza d'onda in metri e nanometri insieme al numero d'onda.
Contratto di ingresso, forma della risposta e comportamento d'errore
Quei fallimenti non vengono addebitati. Abbini le cifre al proprio diagramma di Grotrian se le serve uno schizzo; questa capacità risolve solo la forma chiusa di Rydberg e non emette grafici, prosa passo-passo oltre il campo formula, né un'energia di fotone in elettronvolt. Invii un corpo JSON con due campi obbligatori: n_initial, il numero quantico principale superiore, e n_final, il numero quantico principale inferiore. Ciascuno deve essere un intero positivo da uno a diecimila, e n_initial deve essere strettamente maggiore di n_final perché l'elettrone scenda davvero e venga emesso un fotone. Gli alias initial_level, initial, ni e n_i sono accettati per n_initial; final_level, final, nf e n_f significano la stessa cosa di n_final. Sono validi i numeri JSON interi esatti e le stringhe numeriche senza decimale come "3". Valori come zero, meno uno, 2.5, stringhe vuote e testo non numerico falliscono con invalid_input nominando il campo colpevole, perché non sono livelli di energia interi positivi. Se entrambi i livelli sono interi validi ma n_initial non è maggiore di n_final, il compito fallisce comunque con invalid_input: quella coppia non sarebbe una transizione o sarebbe un assorbimento, non l'emissione che questo endpoint calcola. In caso di successo il corpo ripete n_initial e n_final; wavelength_m, la lunghezza d'onda nel vuoto in metri; wavelength_nm, la stessa lunghezza in nanometri per il quaderno di spettroscopia; wavenumber_per_m, uguale a uno su lambda; rydberg_constant_per_m, la R infinito usata; formula come breve identità ASCII; e series quando n_final va da uno a sei (Lyman fino a Humphreys).
Dove un calcolatore dell'equazione di Rydberg rende
I generatori di prove e i plugin LMS necessitano di un oracolo deterministico che segni come errato un livello decimale, uno zero o una coppia in cui l'elettrone dovrebbe salire invece di scendere, invece di restituire in silenzio una lunghezza d'onda negativa non fisica. Una convalida fallita non consuma il saldo. Le aule e le piattaforme di tutoraggio usano un calcolatore dell'equazione di Rydberg perché chi impara possa controllare le lunghezze d'onda di emissione dell'idrogeno per n_initial e n_final arbitrari senza scambiare quale numero quantico sta nel primo termine della differenza e quale nel secondo. I primer di spettroscopia e i quaderni del primo anno tabulano spesso le righe di Balmer e di Lyman in nanometri accanto ai due interi che le hanno prodotte; chiamare una piccola API parse evita di trascinare un'intera pila di chimica quantistica per una sola identità da scuola superiore. Poiché l'implementazione è parse di livello A, ogni chiamata andata a buon fine costa il prezzo base pubblicato $0.002 senza token di modello e senza rete in uscita. Tenga entrambi i numeri quantici entro il tetto pubblicato di diecimila, fissi wavelength_nm arrotondato nei test e ottiene lunghezze d'onda di emissione dell'idrogeno riproducibili per i compiti, le pipeline di valutazione e i worker di bordo senza erigere un sistema di algebra simbolica proprio.
Casi di integrazione
Controlli in aula e sui compiti
Consenta agli studenti di inviare n_initial e n_final e di verificare la lunghezza d'onda di emissione dell'idrogeno in metri e nanometri rispetto ai metodi di Rydberg del testo.
Domande tecniche
Come si calcola la lunghezza d'onda di emissione dell'idrogeno da due livelli?
Invii interi positivi n_initial (superiore) e n_final (inferiore) con n_initial maggiore di n_final. L'API restituisce λ da 1/λ = R (1/n_final² − 1/n_initial²) come wavelength_m e wavelength_nm.
Perché n_initial deve essere maggiore di n_final?
L'emissione richiede che l'elettrone scenda a un livello più basso. Livelli uguali non sono una transizione; una salita sarebbe assorbimento. Entrambi i casi sono rifiutati con invalid_input.
Quanto costa il calcolatore dell'equazione di Rydberg?
Lo strumento del browser è gratuito. Le richieste API usano il saldo prepagato KIT a $0.002 per chiamata andata a buon fine; l'ingresso non valido non viene addebitato.