Задача 1. Опыт Франка и Герца. (Задачи атомного практикума), страница 2

Типичный вид анодных характеристик и характеристик задержки изображен на рис. 2, 3 и 4.(7)упрλ -- длина свободного пробега электрона.Условие (5), обеспечивающее возбуждение толькорезонансного уровня, требует для своего выполнениядостаточно высокой плотности атомов. Электрическоеполе в цилиндрической лампе в районе сетки равноε=VсетR ln(R/r )8(9)Рис . 2. Анодная характеристика .9Глубина минимума на анодной характеристике исдвиг его относительно максимума тока (рис.

2) зависит отвеличины задерживающего потенциала. Необходимо отметить, что начало отсчета потенциалов не является определенным из-за влияния различных факторов: контактной разности потенциалов, распределения потенциалавдоль катода.Кроме того, поскольку измеряется интегральный токна всю поверхность анода, диффузия электронов вдольоси лампы также эффективно приводит к сдвигу началаотсчета потенциалов. Поэтому потенциал первого максимумаVmaxанодного тока не определяет резонансногопотенциала атома, разность же потенциалов двух соседних максимумов тока равна разности потенциаловмежду началами зон неупругих столкновений, т.е.равна резонансному потенциалу с точностью до разности потенциалов между началом и концом зоны неупругих столкновений, определяемой соотношением(5).Рис.

4. Характеристики задержки (а) и распределениеэлектронов по энергиям (б) в случае неупругихстолкновений, Vуск = const > VmaxДифференцирование (кривая "б" на рис. 3,4) характеристики задержки (кривая "а") дает представление ораспределении электронов по энергиям в лампе.Задача эксперимента заключается в подборе режима(давления, тока накала, ускоряющего и задерживающегопотенциалов), обеспечивающего получение наилучшиханодных характеристик и характеристик задержки ламп.Лампы наполнены парами ртути или инертным газом.Простота регулирования давления насыщенных паровртути путем нагрева позволяет наблюдать токовые характеристики при различных соотношениях длины свободного пробега электрона и радиуса сетки.З А Д А Н И Е.Рис.

3. Характеристика задержки (а) и распределениеэлектронов по энергиям (б) в случае упругих столкновений, Vуск = const <Vmax1. Снять анодную характеристику и характеристикузадержки ртутной лампы при комнатной температуре (при).V>VускрезВНИМАНИЕ! При работе с ртутной лампой анодный ток не должен превышать 1 мкА .10112. Подобрать режим ( изменяя величину тормозящего потенциала и ток накала ) , снять анодные характеристики лампы с инертным газом при двух задерживающихпотенциалах и определить резонансный потенциал.

Давление газа 1,2 мм рт. ст.ВНИМАНИЕ! При работе с гелиевой лампой анодный ток не должен превышать 10 мкА .6. Получить анодные характеристики лампы синертным газом на экране осциллографа. Схема включения лампы изображена на рис.5.3. Снять характеристики задержки лампы с инертным газом при двух ускоряющих потенциалах:а) немного меньше V( на 3 – 4 В)maxб) немного больше V( на 3 – 4 В.).maxУвеличением задерживающего потенциалабитьсяI анод = 0до-4. Снять те же характеристики (пункты 2 и 3) горячейРис.

5. Схема подключения лампы к осциллографу.0~ 100 C ртутной лампы ( см. Приложение ).:.а) немного меньше V( на 1 – 2 В)ЛИТЕРАТУРА.maxб) немного больше V( на 1 – 2 В.).maxУвеличением задерживающего потенциалабитьсяI анод = 0до-5. Оценить сечения возбуждения резонансногоуровня атомов ртути и инертного газа электронами. Сечения упругого рассеяния считать равными:1. Шпольский Э.Ф. Атомная физика.-- М.: Наука,1974, т.1. гл.VII.2.

Фриш С.Э. Оптические спектры атомов. - М.Л.: Физматгиз,1963.3. Тригг Дж. Решающие эксперименты в современнойфизике.--М.: Мир, 1974.σ упр ( Hg ) ≈ 5 ⋅10 −15 см2σ упр( He, Ne ) ≈ 3 ⋅10 −16 см21213ПРИЛОЖЕНИЕЗависимость давления насыщенного пара ртутиот температурыУчебное изданиеГоряга Г.И. , Дегтерева В.В.Красильников С.

С.,Красильникова Н.А.Опыт Франка и ГерцаЛабораторная работа № 1Методическое пособие для студентов 3-го курса физического факультета МГУИД № 00545 от 06.12.1999Издательство УНЦ ДО117246, Москва, ул. Обручева, 55А119992, Москва, Ленинские горы, ГЗ МГУ, Ж-105аТел./факс (095) 718-6966, 939-3934e-mail: izdat@abiturcenter.ruhttp://www. abiturcenter.ruГигиенический сертификат № 77.99.2.925.П.9139.2.00 от 24.02.2000Налоговые льготы – Общероссийский классификатор продукцииОК – 005 – 93, том 1 – 953000Заказное.Подписано в печать 01.06.2005 г. Формат 60х90/16Бумага офсетная № 2. Усл.печ.л. 1Тираж 70 экз.

Заказ №Отпечатано в Мини-типографии УНЦ ДО вполном соответствии с качествомпредоставленного оригинал-макета.1415.