22671

Досліди Франка і Герца по визначенню потенціалів іонізації

Доклад

Физика

Докази квантування рівнів енергії електронів в атомі були отримані в дослідах Франка і Герца 1913. Порція енергії 49 еВ передається атому ртуті а енергія електрона зменшується на ту ж величину. При подальшому збільшенні потенціалу U зона зіткнень електронів з атомами ртуті зсувалась до катода К і електрони вже встигали набрати достатньо енергії після зіткнення для подолання UЗ ділянка CD. Знаючи початкову і кінцеву енергію електрона тобто його енергію до і після непружнього співудару можна вирахувати положення збуджених рівнів...

Украинкский

2013-08-04

536 KB

3 чел.

59. Досліди Франка і Герца по визначенню потенціалів іонізації.

Повна енергія електрона може набувати деякі дискретні значення, якщо електрон знаходиться в потенціальній ямі. Маючи позитивний заряд, ядро створює для електронів потенціальну яму. Докази квантування рівнів енергії електронів в атомі були отримані в дослідах Франка і Герца (1913).

Схема досліду: трьохелектродна трубка заповнена парами ртуті. Між катодом (К) і сіткою (С) прикладалася прискорююча різниця потенціалів U. Між сіткою і анодом (А) прикладалася невелика, порядку 0.1 В, затримувальна різниця потенціалів . Досліджувалася залежність анодного струму I від прискорювальної напруги U (див. графік). Поки прискорювальна напруга не досягла 4,9 В, електрони пружно зіштовхувалися з атомами ртуті і не втрачали своєї кін.енергії в результаті співударів. Із збільшенням U росте анодний струм. Це ділянка АВ на графіку. Коли енергія електрона досягла 4,9 еВ, їх співудари з атомами ртуті стають непружними. Порція енергії 4,9 еВ передається атому ртуті, а енергія електрона зменшується на ту ж величину. При цьому електрон вже не встигав набрати достатню енергію для подолання затримуючого потенціалу сітки, і струм падав (ділянка ВС). При подальшому збільшенні потенціалу U зона зіткнень електронів з атомами ртуті зсувалась до катода (К), і електрони вже встигали набрати достатньо енергії після зіткнення для подолання UЗ (ділянка CD). Потім, якщо U досягав 9,8 В, їхня енергія знову досягала значення 4,9 В, і все повторювалось.

З досліду видно, що енергія 4,9 еВ – якраз та, що може бути поглинута атомом ртуті. Тобто, в атома труті є як щонайменше 2 енергетичних стани: основний та збуджений.

Знаючи початкову і кінцеву енергію електрона, тобто його енергію до і після непружнього співудару, можна вирахувати положення збуджених рівнів енергії атома. Інший дослід такого характеру був проведений з атомами гелію. Є об’єм (V), заповнений гелієм. Електронна пушка (G) є джерелом електронів відомої енергії. Електрони, розсіяні атомами гелію під кутом тета, потрапляють до аналізатора (А). Установка дозволяє досліджувати енергетичний спектр розсіяних електронів.

Основний висновок з досліду Франка і Герца – це те, що атоми мають дискретний енергетичний спектр збуджених станів. Це видно з того, що електрони віддавали свою енергію дискретними порціями (кванти енергії). Розміщення дискретних рівнів і їх розподіл специфічний для кожного сорту атомів.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

10181. Изготовление орудий труда и накопление знаний о природных веществах в каменном веке. Значение использование огня в первобытном обществе 46 KB
  Изготовление орудий труда и накопление знаний о природных веществах в каменном веке. Значение использование огня в первобытном обществе. Человек и техника появились одновременно еще в каменном веке 2 млн лет конец 4го тысячелетия до н.э.. Первыми орудиями труда сознат
10182. Техника бронзового века. Изобретение и использование плуга, колеса, паруса 35.5 KB
  Техника бронзового века. Изобретение и использование плуга колеса паруса. Следующим этапом в развитии техники стало овладение человека металлом в качестве основного сырья для производства орудий. Люди постоянно использующие огонь не могли не заметить что прокалива
10183. Развитие технических знаний в Древней Греции. Архимед и становление инженерной механики 35.5 KB
  Развитие технических знаний в Древней Греции. Архимед и становление инженерной механики В период железного века достаточно много изобретений появилось в Древней Греции Среди ученых античности серьезно занимавшихся механикой особое место принадлежит Архимеду...
10184. Развитие техники в средние века. Создание доменной печи, часового механизма, печатного станка 41 KB
  Развитие техники в средние века. Создание доменной печи часового механизма печатного станка Период средневековья длившейся с V по первую половину XV в. оказался в целом благоприятным для технического развития что имеет свое объяснение. В 476 г. н.э. под напором варваров ...
10185. Техническая мысль эпохи Возрождения. Изобретения и инженерная деятельность Леонардо да Винчи 34.5 KB
  Техническая мысль эпохи Возрождения. Изобретения и инженерная деятельность Леонардо да Винчи Гениальным ученым-изобретателем эпохи Возрождения был Леонардо да Винчи 1452-1519 гг.. Он являлся незаконнорожденным сыном нотариуса. Когда Леонардо исполнилось 15 лет отец устр...
10186. Техника XVII - XVIII вв. Создание и использование паровой машины 43.5 KB
  Техника XVII-XVIII вв. Создание и использование паровой машины На протяжении практически всего XVII в. главным источником энергии оставался водяной двигатель. О его потенциальных возможностях свидетельствует крупнейшая гидротехническая установка сооруженная на реке Сена
10187. Трудовая биография и изобретательская деятельность И.И. Ползунова 33.5 KB
  Трудовая биография и изобретательская деятельность И. И. Ползунова Первый в мире универсальный паровой двигатель изобрел русский механик И. И. Ползунов 1728-1766 гг.. Он родился в Екатеринбурге в семье рядового солдата. Окончив горнозаводскую школу. Ползунов стал трудитьс
10188. Стефенсон Д. - основатель мирового локомотивостроения и железнодорожного дела 32 KB
  Д. Стефенсон основатель мирового локомотивостроения и железнодорожного дела Основоположником железнодорожного транспорта принято считать английскою инженера Джорджа Стефенсона 1781-1848 гг.. Он родился в семье потомственных рабочих угольных копи Ньюкасла где и сам на...
10189. Механики Черепановы и их роль в создании первого российского паровоза 34 KB
  Механики Черепановы и их роль в создании первого российского паровоза Первый российский паровоз был создан отцом и сыном Черепановыми Ефимом Алексеевичем 1774-1842 гг. и Мироном Ефимовичем 1803-1849 гг.. Они происходили из крепостных крестьян Выйского завода на Урале. Отец