Лабораторная работа: ЛР №112 - Опыт Франка и Герца

Распознанный текст из изображения:

водородат

7. Что талое спектральный тереч

6. Выведите Формулу радиусов боровсщгг орбит.

9. Канон Физический смысл главного нэелтового чнслзо

10. Канон ыетодологвчесхий щпвд из теории строения атаиа во- дороддт

Тан нак скорости взалмодействучвпх частиц мОгут иметь любие

значения, та и Л Е мозет иметь самое различное значение.

Лабораторная работа 112 ОПЫТ ФРЛВКА И ГИ'ЦЛ Литература

Ипольсннй Э.В. Лтоыная фпэипа. Ы.: Физматгиз, 1974. Т.1, гл.г(1,

Э 91, 95, с.295, ЭОТ.

Эисман Гщ ., Гадес О.И. Ку)к сбмей Фиэщ . И.: Иауяа, 1965.

Т.З, Ф 44, с.267-273.

Цель работы — определение потещщалав всэбумдення атомов гелия (или неона) и экспериментальное падтве)ядевие дискретности анергетичесхлх уронней н атоыэх.

В работе испольвуется метал зэдериизеэщего потенциала для рагистрйции аеупругих соударенин и определения нелищны энергии, передаваемой элентроном втоцу при его соудареэщз с атомом в тырарроне.

В «лзссичесной мехщпэхе различают упругое и неусрухсе соударены. При абсолхено урругих столяновенизх внутренняя знерги» вэаиыодействуммщ частиц не ивменяетсн и поэтоиу иг сущеарная канетичэсиая внертия после столкновения равна суммарной нннетичесхои энергии до взаимодействия. При неупругом соуларении наблэщается нерахсд механической энергии во внутрещпю энергию, что принодит з уменыэению суммарной кинетичеснсй энергии вззлмсдействуюэюх частиц после столэновения. Изменение ниутренней внергии в атом случае рвано равности медиу сутююрными хннетичесювв энергиями взвимодействучщзх частиц до Их вваимодейстния и песне их соударення. Используя законы сохранения энергии и ноличэотва Лвнаения( мозно Опрелелить лзменение внутренней энергии при неупругоы соухарении

Ят,. юга (И )а

Я 2 (нт, + та) ( 1

Рис.1. Схема опыта Франка и Герца

Электроны, вылетахщае вследствие термоэлектронной эмиссии из пагода, попадают в уснорялщее поле КС (рис.1). Электроны, пролетевшие от латала К дс остии С беа соударений с атоммщ гелия, асторам заполнен тиратрон до давления 26,6 И,7мй (0,2 им рт.ст. ), будут иметь внергмю

Ем Е)у,

где )( - равность патенциачов между катодом и сеткой. Пролетев сетяу, елелтроны пспвлдлм в тормозыэее поле. Элехтронн, испнтанюие неупругие взаимодействия с атоммщ гелия, не попадают на анод А, тзл нал сдн вэдераивюстоя тормозящим полем (1-5) В.

О псличестве алелтронов, хоторне достигли анода, мозно су, . дить цо поющэииям ыищюамперметра. Получаннел в результате

ооытов нольтампернзя характеристика имеет слелуюэий характерннй внл.

Распознанный текст из изображения:

Ч,в

Уис.2. Вольтзмпернен хэрвктеристнзв тпратроыа

Внвчвле с увеличением непрязення наблюдается воэрзотзвие тока. Вто возрастание происходит по эзхону

т чз и/г

н свидетезьствует а там, что количество электронов, достигаюпих знод, увеличизэзтоя. Последнее зозмо)гна толька в чом случае, Если электроны вспнтывзюг упругие соудврснив с атомами. Тнк кюс масса электрона ва много рвз меньше мессы атоме, то щм упругом удере кэдетическэя энергия электроне почти не изиеняетсл. Велишна тока прн определенном знзчепт нюцлхзеьшя )'; воэрвстазт до определенного мзксимума, после чего уменьмэетсл н при Лвзюнейшем увеличении напряжения снозз начинает расты. Уменьменпс величины таза свидетельствует об юьесьвенни ко мчестне электроыов, достнгшшпш знода, несмотря нэ гс, что приобретаемзя ими ьспьетическэя энергия нэ участке КС увоюшзвазтсл, На основэнин этого воино сделчть вывод, что прп кэнетвчеокон энергии'электрона 2?, саотнетствуюлеи напрпкевпю У, ) Е к и Ц , электроны, отелиивеясь с атомэмп гзюв в испытынел пеупругпи удар, теряют

почти полностью спою энергию, вследствие'чего Не могут достичь авода А. При дальнейшем увеличению нвпрякения спшь тока опять возрастает, п следуюзий мэксшэум токе соответствует ывпрянеппю

)уз (П.= Е)в,).

Экоперюьентвньво была уотввовлзмо, что резкое воэрвствние токе в тиратроне с гелием нвчинэется пря нвцрякэявв иа учвстке КС в 2? и 42 В. Спвд топя при нвнрямнии 21 и 42 В свкпетельствует о том, что на' учвстке КС электрон испытывает двв неупругвх соудврения.

В результате опнтов Френк и Герц пришли к слепуэншм выводвм.

1) электроны, энергия катсрнх меньше определенного зиечення В?, дри взэмзодейстпии с атомвми испнтнвюст упругие ооудврения;

2) електронн, кинетичесззя энергия «оторых больше В?, ври взаимодействии с втомвии испытывюст леупругие ооудзрения, в результвте которых их энергия уменьювзтся вв величину д В. Электрон п?а вевимодействяи о втсмсм передвзт последнему только определенные порции энергии де. Атом, получпммсч при соудэренпи с электроном энергию Д Е, цереходзт в воэбулденное состояние. Воэврзщение зтоме из воабулденюого состояния в освсэыое аапрсвоидвется яалучеиием йотона, длина волны которого монет бить определена по йюймуле утс

л-—

Ак

Э?иенские этой длины волин соответствует длине полни одной вэ спэктрвльных ливий атшлзв гелия. Тихим обрывам, в апнтвх премил и Герда иепасредотвенпо обнаруввивется суще тшьввние у втомов дискретных энергетвчесизх уровней.

Передок выполнения рвботм

1. Овввкоыитьсв с работай установки.

2. Вкллмить пптип?е.

Э. Прог?)еть в течение 1-2 мюм тярвтрси.

4. С поиощьш иотевциазетра П подавать ив сетку непрякевпе через (0,5-1) В.

Эу Ээпысвть паквэвния мющкзвипе?метре для указвапщ в п.4 нвпрямений в прэдлвгаеиую тзблвпу. После окон иния опытов прибор выключить.

Распознанный текст из изображения:

? асмана

Контрольные вощюсы

1С

1. Построить воььтишервуш хвршмериотиду ткратрона

э= 'м

2. По грмТыку найти значеняи потенциалов возбувдения ~ и Чс и звшювть в таблвву,

3. Рассчитать длину волны,Т спектральной линии, излучаемой атомом при.переходе из возбугдениогс состояюш в стационарное, умпывэя, что при воэбуьдевии им была получена анергвя

ЛЕ= Е Ж

4. Оцеввть по грвйиву донервтельвый интервел аш значенвй Г, и

5. Оценить цогреаность намерения длвны волны 5 А иэвестювш методами.

О. Сделжь ьшноды.

1. По грмряэу укаюме величину энергии, поглощенной атомами гелия при первом и втором столзнсвенюш.

2. Лайте опТаиеление потеыцвала нозбукдения.

3. В чем суть метода задерзиввмзего потенцяала?

4. Как вычислить кслвчестгс влектровов, испытаммш неупругое столкыавекие?

5. ОТсрмулвруйте постулвти Бора.

5. Унвзвть на графике величвну первого потенциала всэбудцеккя,

7. В «вюй части ткратрсва ЛИГ происходят ыеуоругие столннсвения электронов с атомами?

О. Как всльтемперная хюактериствка тиратрана ЛИГ подтверидзет ыостуьат о дяскретнасти внергия внутреннвх састоянлй атомат

9. Пать определение неупругого столкновения, исходя из закона сохранения энергии.

10. Какче силн действуют на электрон в атоые7

Лабораторная работа 112 а

Оыкллрптшк ОВГМОТГ ТппттгутптО БОАМАО?тк.К?вия

гитерасу?ш

Ппольскнй О.В. Атомная Овзика. М.; Ьнэматгиз, 1974. 7.1, гл.УТТ,

Г 91, с.295-295.

Мелью Тмботы является изучение сиоссба расчета велюшны се-

чения неупругого взаимодействия 6" при электрсвмо-атоюнш

Гтслнновеныях.

В опытах бренка к Герца доказано существо~иа упругих ы

неупрюнх столкновецни электронов с втамвьм разреженных газов.

количественной хашштернстиксй упрЛгих и нзууугшс столкно-

вений является аеличине сечения неупругсго столннсвення элек-

тронов 6 , измеряемая в барввх 1 1б = 10 н2),

Чтобы определвть величвну сеченюь нзупругсго столкновения

электронов, иву шпт характеристику вщцерики, тышгьяый шШ кото-

рой квобршшн вв ркс.1,

Рис.1. Тарзктеристика зздерюш тиратрона

!

иа кривой эадерзиц апределввт ивмененве тока Л,7, мьторое представляет собой число электронов. иошмвюшх неуйрухое

ТТ