№ 135 (1107959), страница 2
Текст из файла (страница 2)
5ряют падение напряжения на резисторе R, включенном последовательно с анодом.В установке размещены две лампы, наполненные различными газами.Для их поочередного исследования аноды и сетки ламп соединены параллельно и подключены к измерительной системе, а нити накала включеныЛампа Л1Лампа Л2Лампа Л225He (гелий)Ar (аргон)Ar (аргон)Номер установки2829Ar (аргон)Ne (неон)He (гелий) He (гелий)He (гелий) He (гелий)38He (гелий)Ne (неон)Ne (неон)последовательно, при этом одна из них закорочена, и соответствующая лампане работает. Выбор лампы производится тумблером “Л1/Л2” 18 (рис. 5) напередней панели блока. Наполнение ламп указано в паспорте установки. Номера ламп и их наполнение указаны также в таблице.Исследуемые лампы можно видеть в окне 8. Стрелочный измерительный прибор 3 измеряет анодный ток IA (предел шкалы прибора – 100 мкА).8Ручка 4 “Uзад” устанавливает значение задерживающего напряжения в соответствии с надписями на шкале, расположенной вокруг ручки.
Значения Uзади Uуск измеряются мультиметром 2 на гнездах установки 9 и 13 относительно общего провода схемы, выведенного на два гнезда “” 11.На гнездо 10 “Y” выведено напряжение, пропорциональное анодномутоку IA (коэффициент пропорциональности 0,1 В/мкА, максимальное напряжение 10 В соответствует току 100 мкА).На гнездо 12 “Х” выведено напряжение, пропорциональное ускоряющему напряжению Uуск (коэффициент пропорциональности 0,1; максимальному напряжению 10 В соответствует ускоряющее напряжение 100 В).Контроль тока накала осуществляется путём измерения напряжения нарезисторе RН = 1,00 Ом между гнездами “IН” 14 и “Uуск” 13. Значение измеренного напряжения в вольтах равно значению тока в амперах.МультиметрВ настоящей работе для измерения постоянного напряжения используется мультиметр, который выведен на лицевой панели установки.
Органыуправления мультиметром показаны на рис.6.Этот прибор позволяет измерять величины постоянного и переменного тока инапряжения, а также сопротивления в широком интервале значений. Режимы работыприбора выбираются вращением ручки 1.Различные сектора переключателя отвечают различным режимам работы прибора, акаждое отдельное положение определяетпредел измерений. Так, например, положение ручки переключателя “20” в секторе“DCV” переводит прибор в режим измерения постоянного напряжения (direct currentvoltage) с предельным значением 20 В.
Дляобозначения положений переключателя мыбудем использовать сокращённую записьвида “DCV/20”.Измерение напряжений, токов и сопротивлений производится, подключениемприбора в цепь через гнёзда 3 и 4. Гнездо 5предназначено для измерения больших токов и в настоящей работе не используется.
В настоящей работе будет использован только режим измеренияпостоянного напряжения (сектор DCV).Рис. 6ОсциллографДля наглядного наблюдения зависимости анодного тока от ускоряющего напряжения в настоящей работе используется осциллограф.9Подробно устройство осциллографа рассматривается в описании к лабораторной работе № 64. Основным узлом осциллографа является электронно-лучевая трубка, состоящая из электронной пушки с системой фокусировки пучка, отклоняющих пластин и экрана, покрытого люминофором. В электронной пушке формируется пучок электронов. Электроны, попадая на экран, вызывают свечение люминофора. На пути от пушки до экрана электроны проходят между двумя парами отклоняющих пластин.
При подаче напряжения на отклоняющие пластины, между ними возникает постоянное электрическое поле, которое искривляет траекторию движения электрона, электроны начинают попадать в другую точку экрана, и светящееся пятно сдвигается на расстояние, пропорциональное напряжению, приложенному к отклоняющим пластинам. Каждая из пар пластин отклоняет пучок в определённом направлении: вертикальные (X-пластины) создают горизонтальноеполе и отклоняют пучок в горизонтальной плоскости, вертикальные (Yпластины) отклоняют пучок в вертикальной плоскости.
При изменении напряжений на указанных парах пластин, светящаяся точка смещается по экрану осциллографа. Обычно это движение происходит достаточно быстро и повторяется строго периодически, в таких случаях человек видит не светящуюся точку, а кривую, которую она описывает.В настоящей работе осциллограф подключается к установке таким образом, что на X-пластины подаётся ускоряющее напряжение, а на Y-пластинынапряжение, пропорциональное анодному току лампы, которое снимается ссопротивления RA (см. рис.
5). Чтобы сформировать полную зависимостьIA(Uуск) Uуск изменяется во времени пилообразно (линейно от нулевого значения до некоторого максимального значения с последующим резким падением к нулевому значению) с частотой 15-20 Гц. При этом луч описывает наэкране осциллографа кривую зависимости IA(Uуск).Включение установки1. Убедиться, что все четыре ручки управления режимом работы прибора напередней панели (Iн 7, Uуск (точно) 5 , Uуск (грубо) 6, Uзад 4) повёрнутыдо упора против часовой стрелки.2.
Включить установку тумблером "СЕТЬ".3. Перевести тумблер "ИМП/НЕПР" в положение "ИМП".4. Включить осциллограф (утопить желтую кнопку на передней панели осциллографа). После прогрева на экране должна появиться горизонтальнаялиния развёртки. Если развёртка не появилась, то обратитесь к лаборанту.5. Подключить провода к мультиметру.
Черный провод подключается ковходу 3 мультиметра "COM", красный провод – ко входу 4 "V mA" (рис.6).Проведение измеренийПодбор режима работы установки: тока накала (IН) и задерживающего напряжения (UЗАД); наблюдение зависимости анодного тока лампы от напряжения на её сетке на экране осциллографа.101. Тумблер 17, изменяющий режим работы "автоматическое/ручное"(–^/=), перевести в верхнее положение – "автоматическое" (–^).2. Тумблером 18 выбрать рабочую лампу "Л1".3.
Включить мультиметр в электрическую цепь установки для измерения тока накала лампы. Для этого: выбрать режим работы мультиметра DCV/20 –отметка 20 в части шкалы DCV (direct current voltage); подсоединить черныйщуп к гнезду 13; красный щуп – к гнезду 14 (рис.5).После этого напряжение, показываемоемультиметром будет численно равнотоку накала катода, т.к.
сопротивлениеRн = 1,00 Ом.4. Подать на осциллограф напряженияразвертки. Серый провод – в гнездо 11"" , щуп – в гнездо 10 "Y".5. Поворачивая ручку 7 "Iн", выставить ток накала 1.27 A (т.е. мультиметрРис. 7покажет значение 1.27 В). При этомкатод выбранной лампы нагреется иначнет светиться, что можно будетвидеть в окошке 8.6. Вывести UУСК на максимум, переведя обе ручки "UУСК" в крайнее правоеположение.7.
Путём изменения задерживающего напряжения Uзад ручкой 4 и корректировкой тока накала (ручкой 7) добиться появления на экране осциллографазависимости анодного тока лампы от ускоряющего напряжения на сетке,аналогично кривой, показанной на рис. 7 с ярко выраженными минимумамии максимумами. Занесите значение тока Iн в таблицу (стр. 12).УпражнениеТОЧНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛОЖЕНИЙ МИНИМУМОВ И МАКСИМУМОВВНИМАНИЕ: Выполняя это упражнение, не изменяйте значенийтока накала Iн и задерживающего напряжения Uзад (положения ручек 4 и 7). Этим вы нарушите подобранный вами режим работылампы.8.
Переведите тумблер 17 "автоматическое/ручное" (–^/=) в нижнее положение – "ручное" (–^).119. Включите мультиметр в электрическую цепь установки для измерения IA.Для этого: выберите режим работы мультиметра DCV/200; подсоединитекрасный щуп к гнезду 11.10. С помощью ручек 5 и 6 регулировки Uуск сведите величину Uуск к минимальному значению и начинайте медленно увеличивать его, наблюдая затоком анода по показаниям стрелочного прибора 3. Значения Uуск, отвечающие первому максимуму, первому минимуму, второму максимуму и второмуминимуму тока анода, запишите в таблицу.11.
Тумблером 18 выбрать рабочую лампу "Л2". Повторите все измерениядля второй лампы, начиная с п.3.Определение первого потенциалаПервый («резонансный») потенциал возбуждения атомов газа1 = U1 - U2, заполняющего лампу, определяется как разность ускоряющихнапряжений U1 и U2, соответствующих первому и второму крутому спадуанодного тока (см. рис.6). Потенциал, соответствующий наиболее быстрымспадам анодного тока определяется для значения токов I1 и I2, которые вычисляются по формулам:I1 = (Imax1 + Imin1)/2;I2 = (Imax2 + Imin2)/2.Полученные результаты занесите в таблицу:Nлампынаполн.Л1IH, A Imax1,Uз,В мкАImin1,мкАI1 ,мкАU1,ВImax2, Imin2,МкА мкАI2 ,мкАU2,В1,ВЛ2ЛИТЕРАТУРАI.
Савельев И.В. Курс общей физики: Учеб. пособие. В 5 кн. Кн.5.Квантовая оптика. Атомная физика. Физика твердого тела. Физика атомногоядра и элементарных частиц. - 4-е изд., перераб. - М.: Наука. Физматлит. 1998.- 368 с.Часть II. Атомная физика.Глава 3. Боровская теория атома.§ 3.2. Модель атома Томпсона.12§ 3.3. Опыты по рассеянию -частиц. Ядерная модель атома.§ 3.4.
Постулаты Бора. Опыт Франка и Герца.13.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
