展示目的及科学原理
展项通过投影,投影出氢原子的电子轨道,让观众在游戏中,了解玻尔原子模型的形态以及电子在轨道上跃迁的过程,玻尔的原子模型是量子理论对原子模型的一种解释。
操作方式
装置由地面投影、动作捕捉摄像头等组成,投影机将原子量子化轨道模型投影在地面。观众站在轨道上,周围有光圈模拟电子,如果从不同激发态轨道上向其他低能态轨道跳跃,对从第2、3、4、5激发态向第1激发态跳跃时,对应发出红、绿、蓝和紫色的电磁波闪光。从其他高层轨道向低层轨道跳跃时,发出不同颜色的光晕,代表不可见频谱。如果从低能态轨道向高能态轨道跳跃时,脚下的光圈亮度增加代表能量变强。
根据玻尔模型,对于最简单的原子——氢原子,其中的电子从高能级跳回低能级时,会放出能量等同两高低阶间能量差的光子,形成原子光谱。其中,从更高轨道跳回第一激发态的谱线(称作巴尔末线系)中有四条为可见光,分别是波长为410.12纳米(紫色)、434.01纳米(紫色)、486.07纳米(蓝绿色)、656.21纳米(红色)。在其他轨道间跃迁则会发出紫外、红外等不可见光。展项通过雷达感应游客起跳与落地位置,计算出是否符合跃迁规则,在地面打出相应光线效果。
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