2.1 (810742)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

2.1. Îïûò Ôðàíêà-åðöàÄîïîëíèòåëüíîå îïèñàíèåÎäíèì èç ïðîñòûõ îïûòîâ, ïîäòâåðæäàþùèõ ñóùåñòâîâàíèå äèñêðåòíûõóðîâíåé ýíåðãèè àòîìîâ, ÿâëÿåòñÿ ýêñïåðèìåíò, èçâåñòíûé ïîä íàçâàíèåì îïûòàÔðàíêà è åðöà. Ñõåìà îïûòà èçîáðàæåíà íà ðèñ. 1.àçðåæåííûé îäíîàòîìíûé ãàç (â íàøåìñëó÷àå ãåëèé) çàïîëíÿåò òð¼õýëåêòðîäíóþëàìïó. Ýëåêòðîíû, èñïóñêàåìûå ðàçîãðåòûìêàòîäîì, óñêîðÿþòñÿ â ïîñòîÿííîì ýëåêòðè÷åñêîì ïîëå, ñîçäàííûì ìåæäó êàòîäîì è ñåò÷àòûì àíîäîì ëàìïû. Ïåðåäâèãàÿñü îò êàòîäàê àíîäó, ýëåêòðîíû ñòàëêèâàþòñÿ ñ àòîìàìèãåëèÿ. Åñëè ýíåðãèÿ ýëåêòðîíà, íàëåòàþùåãîíà àòîì, íåäîñòàòî÷íà äëÿ òîãî, ÷òîáû ïåðåâåèñ. 1. Ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìàñòè åãî â âîçáóæä¼ííîå ñîñòîÿíèå (èëè èîíèçîîïûòà Ôðàíêà è åðöàâàòü), òî âîçìîæíû òîëüêî óïðóãèå ñîóäàðåíèÿ, ïðè êîòîðûõ ýëåêòðîíû ïî÷òèíå òåðÿþò ýíåðãèè, òàê êàê èõ ìàññà â òûñÿ÷è ðàç ìåíüøå ìàññû àòîìîâ.Ïî ìåðå óâåëè÷åíèè ðàçíîñòè ðàçíîñòè ïîòåíöèàëîâ ìåæäó àíîäîì è êàòîäîì ýíåðãèÿ ýëåêòðîíîâ óâåëè÷èâàåòñÿ è, â êîíöå êîíöîâ, îêàçûâàåòñÿ äîñòàòî÷íîé äëÿ âîçáóæäåíèÿ àòîìîâ.

Ïðè òàêèõ íåóïðóãèõ ñòîëêíîâåíèÿõêèíåòè÷åñêàÿ ýíåðãèÿ íàëåòàþùåãî ýëåêòðîíà ïåðåäà¼òñÿ îäíîìó èç àòîìíûõýëåêòðîíîâ, âûçûâàÿ åãî ïåðåõîä íà ñâîáîäíûé ýíåðãåòè÷åñêèé óðîâåíü (âîçáóæäåíèå) èëè ñîâñåì îòðûâàÿ åãî îò àòîìà (èîíèçàöèÿ).Òðåòüèì ýëåêòðîäîì ëàìïû ÿâëÿåòñÿ êîëëåêòîð. Ìåæäó íèì è àíîäîì ïîääåðæèâàåòñÿ íåáîëüøîå çàäåðæèâàþùåå íàïðÿæåíèå (ïîòåíöèàë êîëëåêòîðàìåíüøå ïîòåíöèàëà àíîäà). Òîê êîëëåêòîðà, ïðîïîðöèîíàëüíûé ÷èñëó ïîïàäàþùèõ íà íåãî çà ñåêóíäó ýëåêòðîíîâ, èçìåðÿåòñÿ ìèêðîàìïåðìåòðîì.Ïðè óâåëè÷åíèè ïîòåíöèàëà àíîäà òîê â ëàìïå âíà÷àëåðàñò¼ò, ïîäîáíî òîìó êàê ýòî ïðîèñõîäèò â âàêóóìíîì äèîäå (ðèñ.

2). Îäíàêî, êîãäà ýíåðãèÿ ýëåêòðîíîâ ñòàíîâèòñÿäîñòàòî÷íîé äëÿ âîçáóæäåíèÿ àòîìîâ, òîê êîëëåêòîðà ðåçêî óìåíüøàåòñÿ. Ýòî ïðîèñõîäèò ïîòîìó, ÷òî ïðè íåóïðóãèõñîóäàðåíèÿõ ñ àòîìàìè ýëåêòðîíû ïî÷òè ïîëíîñòüþ òåðÿþòñâîþ ýíåðãèþ è íå ìîãóò ïðåîäîëåòü çàäåðæèâàþùåãî ïîòåí- èñ. 2. Çàâèñèìîñòüòîêà êîëëåêòîðà îòöèàëà (îêîëî 1 Â) ìåæäó àíîäîì è êîëëåêòîðîì. Ïðè äàëü- íàïðÿæåíèÿ íà àíîäåíåéøåì óâåëè÷åíèè ïîòåíöèàëà àíîäà òîê êîëëåêòîðà âíîâü âîçðàñòàåò: ýëåêòðîíû, èñïûòàâøèå íåóïðóãèå ñîóäàðåíèÿ, ïðè äàëüíåéøåì äâèæåíèè ê àíîäóóñïåâàþò íàáðàòü ýíåðãèþ, äîñòàòî÷íóþ äëÿ ïðåîäîëåíèÿ çàäåðæèâàþùåãî ïîòåíöèàëà.Ñëåäóþùåå çàìåäëåíèå ðîñòà òîêà ïðîèñõîäèò â ìîìåíò, êîãäà ÷àñòü ýëåêòðîíîâ íåóïðóãî ñòàëêèâàåòñÿ ñ àòîìàìè äâà ðàçà: ïåðâûé ðàç ïîñåðåäèíå ïóòè,âòîðîé ó àíîäà, è ò.ä.

Òàêèì îáðàçîì, íà êðèâîé çàâèñèìîñòè òîêà êîëëåêòîðà îò íàïðÿæåíèÿ àíîäà èìååòñÿ ðÿä ìàêñèìóìîâ è ìèíèìóìîâ, îòñòîÿùèõ1äðóã îò äðóãà íà ðàâíûå ðàññòîÿíèÿ ∆V ; ýòè ðàññòîÿíèÿ ðàâíû ýíåðãèè ïåðâîãîâîçáóæä¼ííîãî ñîñòîÿíèÿ (ðèñ. 2).Ïðè òùàòåëüíîé ïîñòàíîâêå îïûòà ìîæíî óâèäåòü è òîíêóþ ñòðóêòóðó êðèâîé ñïàäà òîêà, ñîäåðæàùóþ ðÿä ìèíèìóìîâ, ñîîòâåòñòâóþùèõ âîçáóæäåíèþäðóãèõ óðîâíåé è èîíèçàöèè àòîìà ãåëèÿ.

Äëÿ ýòîãî íóæíû ëàìïû ñïåöèàëüíîé êîíñòðóêöèè.  íàøåé ïîñòàíîâêå îïûòà ýòà òîíêàÿ ñòðóêòóðà íå âèäíà.Ñõåìà ýêñïåðèìåíòàëüíîé óñòàíîâêè èçîáðàæåíà íà ðèñ. 3. Äëÿ îïûòà èñïîëüçóåòñÿ ñåðèéíàÿ ëàìïà èîíèçàöèîííîãî ìàíîìåòðà ËÌ-2, çàïîëíåííàÿ ãåëèåì äî äàâëåíèÿ ∼1 Òîðð. Èñòî÷íèêîì ýëåêòðîíîâ ÿâëÿåòñÿ âîëüðàìîâûé êàòîä, íàãðåâàåìûé ïåðåìåííûì òîêîì. Íàïðÿæåíèå íàêàëà ïîäà¼òñÿ îò ñòàáèëèçèðóåìîãî èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ Ñ.

Òîê íàêàëàêîíòðîëèðóåòñÿ àìïåðìåòðîì À. êà÷åñòâå àíîäà èñïîëüçóåòñÿ äâîéíàÿ ñïèðàëü, îêðóæàþùàÿ êàòîä. îëü êîëëåêòîðà èãðàåò ïîëûé ìåòàëëè÷åñêèé öèëèíäð, ñîîñíûé ñ êàòîäîì è àíîäîì.Óñêîðÿþùåå íàïðÿæåíèå ïîäà¼òñÿ íà àíîä îò âûïðÿìèòåÑëÿ Â. Âåëè÷èíà ýòîãî íàïðÿæåíèÿ ðåãóëèðóåòñÿ ïîòåíöèîìåòðîì Ï3 è èçìåðÿåòñÿ âîëüòìåòðîì V1 .Èñòî÷íèê çàäåðæèâàþùåãî íàPSfrag4,5replaementsïðÿæåíèÿ áàòàðåÿÂ; âåëè÷èíà íàïðÿæåíèÿ ðåãóëèðóåòÂñÿ ïîòåíöèîìåòðîì Ï2 è èçìåðÿåòñÿ âîëüòìåòðîì V2 . Òîê â öåïèèñ.

3. Ñõåìà ýêñïåðèìåíòàëüíîé óñòàíîâêèêîëëåêòîðà ðåãèñòðèðóåòñÿ ìèêðîàìïåðìåòðîì.Ñõåìó ìîæíî ïåðåêëþ÷àòü èç ñòàòè÷åñêîãî ðåæèìà èçìåðåíèé â äèíàìè÷åñêèé ðåæèì ñ ïîìîùüþ êëþ÷à K3 . Íà ðèñ. 3 äâå ÷àñòè ñäâîåííîãî êëþ÷à K3èçîáðàæåíû îòäåëüíî. Ïðè äèíàìè÷åñêîì ðåæèìå ðàáîòû óñêîðÿþùèé ïîòåíöèàë ïîäà¼òñÿ ñ ïîíèæàþùåãî òðàíñîðìàòîðà T (220/50 Â), à òîê êîëëåêòîðàðåãèñòðèðóåòñÿ îñöèëëîãðàîì, ïîäêëþ÷¼ííûì ê íàãðóçî÷íîìó ðåçèñòîðó R.Ïðè îïðåäåëåíèè ýíåðãèè ýëåêòðîíîâ ïî ðàçíîñòè ïîòåíöèàëîâ ìåæäó àíîäîì è êàòîäîì ñëåäóåò èìåòü â âèäó, ÷òî èç-çà êîíòàêòíîé ðàçíîñòè ïîòåíöèàëîâìåæäó êàòîäîì è àíîäîì ïåðâûé ìàêñèìóì íå ñîîòâåòñòâóåò ïîòåíöèàëó ïåðâîãî âîçáóæä¼ííîãî óðîâíÿ. Îäíàêî êîíòàêòíàÿ ðàçíîñòü ïîòåíöèàëîâ ñäâèãàåòâñå ìàêñèìóìû îäèíàêîâî, òàê ÷òî ðàññòîÿíèå ìåæäó íèìè íå ìåíÿåòñÿ.Ñõåìà ýêñïåðèìåíòàëüíîé óñòàíîâêè, èçîáðàæ¼ííîé íà ðèñ.

3, â íàøåé ðàáîòå êîíñòðóêòèâíî îñóùåñòâëåíà ñëåäóþùèì îáðàçîì. Íàïîëíåííàÿ ãåëèåì ëàìïà ËÌ-2 ðàñïîëîæåíà íåïîñðåäñòâåííî íà êîðïóñå áëîêà èñòî÷íèêîâ ïèòàíèÿÝêñïåðèìåíòàëüíàÿ óñòàíîâêà.2(ÁÈÏ). Íàïðÿæåíèå ê ýëåêòðîäàì ëàìïû ïîäâîäèòñÿ îò èñòî÷íèêîâ ïèòàíèÿ,íàõîäÿùèõñÿ â êîðïóñå ïðèáîðà. åãóëèðîâêà íàïðÿæåíèÿ è âûáîð ðåæèìà ðàáîòû ïðîèçâîäÿòñÿ ïðè ïîìîùè ðó÷åê óïðàâëåíèÿ, âûâåäåííûõ íà ëèöåâóþ ïàíåëü ÁÈÏ (ðèñ.

4). Âêëþ÷åíèå âñåõ èñòî÷íèêîâ ïèòàíèÿ îñóùåñòâëÿåòñÿ âêëþ÷åíèåì ÁÈÏ â ñåòü. ñòàòè÷åñêîì ðåæèìå íàïðÿæåíèå Và ìåæäó àíîäîì è êàòîäîì èçìåðÿåòñÿöèðîâûì âîëüòìåòðîì Â7-22À, ïîäêëþ÷¼ííûì ê êëåììàì ¾Âîëüòìåòð¿ ïðèáîðà. Òîê êîëëåêòîðà Iê èçìåðÿåòñÿ ìèêðîàìïåðìåòðîì, âñÿ øêàëà êîòîðîãîñîîòâåòñòâóåò òîêó 100 ìêÀ.ÎñöèëëîãðàC1-83-ll6ÂîëüòìåòðB7-22AgÑåòüÁëîê èñòî÷íèêîâ ïèòàíèÿ∅ ∅Óñêîð.åæèìÄèí. Ñòàò.

íàïð.∅∅∅∅Çàäåðæ.íàïð.-l gdËÌ-2l65l 67321jdÍàêàëjd8Ï2Ï3Ï1Ìèêðîàìï.∅ ∅+ ∅ 100 µA∅lÑåòüèñ. 4. Áëîê-ñõåìà ýêñïåðèìåíòàëüíîé óñòàíîâêèÇÀÄÀÍÈÅI. Ïîäãîòîâêà ïðèáîðîâ ê ðàáîòå1. Óñòàíîâèòå âñå ðó÷êè íà èñòî÷íèêå ïèòàíèÿ â êðàéíåå ëåâîå ïîëîæåíèå è âêëþ÷èòå ïðèáîð â ñåòü.2.

Âêëþ÷èòå ýëåêòðîííûé îñöèëëîãðà (ÝÎ) â ñåòü: ðó÷êó ¾Ïèòàíèå¿ íà ñåáÿ.3. Íà êàíàëå I (îñü X ), èçìåðÿþùåì àíîäíîå íàïðÿæåíèå ëàìïû, óñòàíîâèòå ñòóïåí÷àòûé ïåðåêëþ÷àòåëü â ïîëîæåíèå 1 V/äåë, óòîïèòå ñîñåäíþþ êíîïêó ×10,ðó÷êó ïëàâíîãî óñèëåíèÿ ïîâåðíèòå ïî ÷àñîâîé ñòðåëêå äî ùåë÷êà.  ýòîì ñëó÷àå öåíà ãîðèçîíòàëüíîãî äåëåíèÿ íà ýêðàíå ñîñòàâëÿåò 10 Â.4. Íà êàíàëå II (îñü Y ), èçìåðÿþùåì íàïðÿæåíèå, ïðîïîðöèîíàëüíîå òîêó êîëëåêòîðà ëàìïû, óñòàíîâèòå ïåðåêëþ÷àòåëü â ïîëîæåíèå 2 mV/äåë, êíîïêó ×10âûòÿíóòü íà ñåáÿ, ïëàâíóþ ðåãóëèðîâêó äî ùåë÷êà.5. Óòîïèòå êëàâèøè ¾x − y ¿ ñëåâà è ñïðàâà îò ýêðàíà îñöèëëîãðàà.≃6. Óñòàíîâèòå ïåðåêëþ÷àòåëè ¾⊥¿ â ïîëîæåíèå (∼) íà îáîèõ êàíàëàõ.∼7.

ó÷êàìè ¾↔¿ (ââåðõó, ñïðàâà îò ýêðàíà) è ¾l¿ (II êàíàë) óñòàíîâèòå ëó÷íåñêîëüêî ïðàâåå îò öåíòðà ýêðàíà.II. Ïîëó÷åíèå âîëüò-àìïåðíîé õàðàêòåðèñòèêèIê = f (Và)íà ýêðàíå îñöèëëîãðàà C1-83.1. Ïîñòàâüòå ïåðåêëþ÷àòåëü ¾åæèì¿ â ïîëîæåíèå ¾Äèíàìè÷¿.32. Óñòàíîâèòå ðó÷êó ¾Çàäåðæèâ.

íàïðÿæ.¿ â ïîëîæåíèå 4  (öèðû âîçëå äåëåíèéñîîòâåòñòâóþò âåëè÷èíå íàïðÿæåíèÿ â âîëüòàõ).3. Óñòàíîâèòå ðó÷êó ¾Íàêàë¿ íà ìàêñèìóì.4. Ïðîñëåäèòå çà õîäîì âîëüò-àìïåðíîé õàðàêòåðèñòèêè íà ýêðàíå ÝÎ ïðè óâåëè÷åíèè óñêîðÿþùåãî íàïðÿæåíèÿ. Èìåéòå ââèäó, ÷òî ðàçâ¼ðòêà âîëüò-àìïåðíîéõàðàêòåðèñòèêè íà ýêðàíå îñöèëëîãðàà ïðîèçâîäèòñÿ ñïðàâà íàëåâî. ó÷êîé¾Ôàçà¿ (íà ÁÈÏ) ìîæíî ñâåñòè ïðÿìîé è îáðàòíûé õîä õàðàêòåðèñòèê.5. Ïåðåìåùàÿ ñèãíàë ðó÷êàìè ¾↔¿ è ¾l¿ è ìåíÿÿ ÷óâñòâèòåëüíîñòü êàíàëà Y ,äîáåéòåñü ðàçìåùåíèÿ êàðòèíû â öåíòðå ýêðàíà.6.

Ïðè ìàêñ. óñêîðÿþùåì íàïðÿæåíèè èçìåðüòå íà ýêðàíå ðàññòîÿíèÿ ìåæäó ìàêñèìóìàìè è ìåæäó ìèíèìóìàìè îñöèëëîãðàììû (∆V â âîëüòàõ ïðè óñòàíîâêåðó÷êè ïëàâíîé ðåãóëèðîâêè íà ìàêñ. äî ùåë÷êà).7. Çàðèñóéòå íà êàëüêó îñöèëëîãðàììó, îñè X è Y , äåëåíèÿ íà îñè X è çàïèøèòå÷óñòâèòåëüíîñòü êàíàëà X â V /äåë (1 äåë. = 1,25 ñì).8. Ïðîâåäèòå èçìåðåíèÿ ïðè 3-õ çíà÷åíèÿõ çàäåðæ. íàïðÿæåíèÿ: 4, 6 è 8 Â.9.

Ïðåæäå, ÷åì ïåðåéòè ê èçìåðåíèÿì â ñòàòè÷åñêîì ðåæèìå, âûêëþ÷èòå ÝÎ èâåðíèòå âñå ðó÷êè ðåãóëèðîâêè ÓÈÏ íà min.III. Ïîëó÷åíèå âîëüò-àìïåðíîé õàðàêòåðèñòèêèIê = f (Và)â ñòàòè÷åñêîì ðåæèìå èçìåðåíèé1.2.3.4.Ïåðåâåäèòå ïåðåêëþ÷àòåëü ¾åæèì¿ â ïîëîæåíèå ¾Ñòàòè÷.¿.Óñòàíîâèòå ìàêñèìàëüíûé íàêàë.Óñòàíîâèòå çàäåðæèâàþùåå íàïðÿæåíèå íà 4 Â.Âêëþ÷èòå â ñåòü ïîäñâåòêó ìèêðîàìïåðìåòðà (âèëêîé) è âîëüòìåòð (òóìáëåðîì). Âûáåðèòå íà âîëüòìåòðå øêàëó 200 Â, íàïðÿæåíèå ïîñòîÿííîå.5. Ïëàâíî óâåëè÷èâàÿ óñêîðÿþùåå íàïðÿæåíèå Và ìåæäó àíîäîì è êàòîäîì, ïðîñëåäèòå çà ïîêàçàíèÿìè ìèêðîàìïåðìåòðà.

Åñëè ìèêðîàìïåðìåòð çàøêàëèâàåò óìåíüøèòå íàïðÿæåíèå íàêàëà.6. Ñíèìèòå çàâèñèìîñòü êîëëåêòîðíîãî òîêà îò àíîäíîãî íàïðÿæåíèÿ [Iê = f (Và)℄äëÿ 3-õ ðàçëè÷íûõ çíà÷åíèé çàäåðæèâàþùåãî íàïðÿæåíèÿ V2 = 4, 6, 8 Â. Îñîáåííî òùàòåëüíî (ìåäëåííî) ïðîâîäèòå èçìåðåíèÿ â òåõ îáëàñòÿõ õàðàêòåðèñòèêè, ãäå íàáëþäàþòñÿ ìàêñèìóìû è ìèíèìóìû òîêà Iê .7. Çàêîí÷èâ ðàáîòó, óñòàíîâèòå ðåãóëÿòîðû ÓÈÏ íà min è îòêëþ÷èòå âñå ïðèáîðû.IV.

Îáðàáîòêà ðåçóëüòàòîâ1. Ïî ðàññòîÿíèþ ìåæäó ñîñåäíèìè ìàêñèìóìàìè íà îñöèëëîãðàììàõ îïðåäåëèòåýíåðãèþ âîçáóæäåíèÿ ïåðâîãî óðîâíÿ àòîìà ãåëèÿ â ýëåêòðîí-âîëüòàõ.2. Ïîñòðîéòå ãðàèêè Iê = f (Và) ïðè V2 = const. Ïî ãðàèêàì îïðåäåëèòå ýíåðãèþ âîçáóæäåíèÿ ïåðâîãî óðîâíÿ àòîìà ãåëèÿ.3. Îöåíèòå îøèáêó èçìåðåíèÿ. Ñðàâíèòå ðåçóëüòàòû èçìåðåíèé, ïîëó÷åííûå ïðèäèíàìè÷åñêîì è ñòàòè÷åñêîì ìåòîäàõ èçìåðåíèé.4. Îöåíèòå äîñòîâåðíîñòü ïîëó÷åííûõ ðåçóëüòàòîâ (ñðàâíèòå ñ òàáëè÷íûìè äàííûìè).Èñïðàâëåíî 26-VI-20114.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов лабораторной работы