3534

Определение потенциалов возбуждения и понизации атомов методом Франка и Герца

Лабораторная работа

Физика

Определение потенциалов возбуждения и понизации атомов методом Франка и Герца. Цель работы. Опытное подтверждение дискретности уровней энергии атомов, определения потенциалов возбуждения и понизации. Указания по организации самостоятельной работы....

Русский

2012-11-03

51.5 KB

49 чел.

Определение потенциалов возбуждения и понизации атомов методом Франка и Герца.

Цель работы.

Опытное подтверждение дискретности уровней энергии атомов; определения потенциалов возбуждения и понизации.

2.Указания по организации самостоятельной работы.

Энергетические уровни атома определение из анализа энергии, им излучающей  или поглощенной. Величина этой энергии равна разности двух энергетических состояний атомов.

ΔЕ=Е21;

Если величина ΔЕ строго определенная, то и энергетические состояния стационарны и дискретны. Одно из этих состояний, в котором атом обычно находится, является нормальным или основным.

Атом можно возбудить, т.е. перевести его из основного состояния в состояния с большой энергией, которое наз. возбужденным. Минимальная энергия, необходимая для перевода атома в данное возбужденное состояние, наз. энергией возбуждение и опред. разностью двух уровней: основного и возбужденного.

Спустя короткое время (10-8с) атом возвратится в основное состояние, излучив при этом ______ энергии

Описание лабораторной установки.

                                                                         (1)

где h=6,3*10-34 Дж/с- постоянная Планка

  - частота излучения;

  - длинна волны;

 с – скорость света;

      VL

             A

           A

    K      C

           PA

  

  V             V

 PV1    +       PV2

        G

     -

             PV2

    SA

       PV1

     Рис 1.

Атомы исследованного газа находятся в стеклянной колбе содержащей три электрода: катод К, сетка С, азот А.

Потенциометр RP2 и вольтметром PV2 изменяется и измеряется величина напряжения, создающею задерживающее поле между сеткой С и анодом А.

От источника 6 нагревается нить накала и подается напряжения на электроды.

 4.Порядок выполнения работы.

4.1.Определения потенциала возбуждения атомов ив.

  1.  Подключим цифровой амперметр РА2 к клеммам макета. Включим макет и амперметр.
  2.  Потенциометром RP2 установим задерживающей потенциал

Из=(1÷2)В

  1.  Потенциометром RP1 изменяем, а вольтметром РУ1 измерим напряжения ускоряющие напряжения с помощью РА измеряем силу тока в цепи слода.

Полученные данные записи в таблицу 1:

U(B)

2

4

6

8

10

11

12

13

14

15

I(мA)

0.02

1.69

2.98

4.02

4.12

4.22

4.36

4.36

4.27

4.18

U(B)

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

I(мA)

97

66

11

1.47

0.87

0.42

0.67

1.29

2.02

2.11

  1.  По этим данных построим график зависимости силы тока 1 от энергии электронов и по нему сделаем вывод о характере взаимодействие электронов с атомами. Опред. энергию и потенциал возбуждения Uв атомов:

Uв=18,5 В – потенциал возбуждения

Ев=18,5 В – энергия возбуждения


График зависимости силы тока.

 I(мА)

4.36

     4

     3

     2

     1

    0 1     4    6      8   10 11 12    13  14   15              17   19    20  21 22 23  24 Еэ(эВ)

Рис 2

  1.  По формуле (1) вычислили частоту и длину волны излучения возбужденных атомов.

 4.2. Определение потенциала ионизации атома.

  1.  Потенциометром RP2 установили задерживающий потенциал Uз=20 В.
  2.  Изменяя ускоряющее напряжения и измеряя силу тока установим зависимость составляющей тока от энергии электронов.

U(B)

21

23

25

27

29

31

33

35

37

39

I(мA)

0.48

1.78

2.06

1.97

1.64

1.58

1.57

1.48

1.46

1.58


График зависимости I
n от Еэ

  I(мА)

     2

     1

    0      21     23        25       27     29      31      33      35       37       39    U(эВ)

Рис 3

Определенный потенциал ионизации и энергию электронов, при которой появляются ионы.

Un=21 В – потенциал ионизации;

Еэ=21 эВ – энергия электронов;

ВЫВОД: на этой лабораторной работе мы опытно подтвердили дискретность уровней энергии атомов: определили потенциалы возбуждения и ионизации.

Выяснили что существуют упруги и неупругие соударения электронов, которые после соударения имеют достаточную энергию, чтобы период торможения поля, участвуют в создании тока.

Если ускоренный потенциал равен или немного превышает потенциал возбуждения соуд. электронов с атомами становятся неупругие.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

20611. Оптимизация базовых блоков c помощью дагов 88 KB
  1 t1:=4i t2:=a[t1] t3:=4i t4:=b[t3] t5:=t2t4 t6:=prodt5 prod:=t6 t7:=i1 i:=t7 i =20 goto1 Поочередно рассматривается каждая инструкция блока. e:=ab f:=ec g:=fd n:=ab i:=ic j:=ig = e:=ab f:=ec g:=fd i:=ic j:=ig Локальная оптимизация устранение лишних инструкций MOV R0a MOV a R0 устранение недостижимого кода if а = 1 goto L1 goto L2 L1: L2: = if а = 1 goto L2 goto L1 L1: goto L2 = goto L2 3.
20612. Использование динамического программирования при генерации кода 137.5 KB
  Пример: Пусть дана инструкция вида: add R1 R0 она может быть представлена в виде: R1:= R1 R0 Алгоритм динамического программирования разделяет задачу генерации оптимального кода для некоторого выражения на подзадачи генерации оптимального кода для подвыражений из которых состоит выражение Ei. Если E:=E1 E2 то генерация кода E разбивается на генерацию кода E1 и генерацию кода E2. Композиция получаемых элементов кода осуществляется в зависимости от типа вхождения подвыражений в основное выражение.
20613. Устранение общих подвыражений 92 KB
  2 Удаление бесполезного кода Допустим имеем следующую последовательность инструкций 3 Оптимизация циклов Пример 1: Пусть имеем цикл while i n2 Возможно модернизировать в следующую последовательность инструкций t:=n2 while i t Пример 2: while i t a:=b2 при условии что b не изменяется в теле цикла данную последовательность инструкций можно заменить на: a:=b2 while i t Метод перемещения кода заключается в выносе перед циклом выражений не изменяющихся в процессе его выполнения. 4 Переменные индукции и снижение стоимости 5 Оптимизация...
20614. Разработка компилятора 208.5 KB
  Параметры: S исходный язык I язык реализации компилятора на котором написан T целевой язык генерация кода для целевой машины Т. Если взять связку 3х компиляторов то получим еще один компилятор: Использование возможностей языка для компиляции его самого называется раскруткой. Кросскомпилятор LSN создан для нового языка Lна языке реализации S с генерацией кода для машины N.
20615. Анализ потока 121.5 KB
  Управление распределением памяти и сборка мусора Задачи решаемые компиляторами: выделение памяти инициализация выделенной памяти некоторыми начальными значениями предоставление возможности программисту использования этой памяти при прекращении использования памяти ее освобождение обеспечение повторного использования освобождающей памяти. Проблемы управления памятью: ограниченность памяти ошибки явного управления памятью особенности возникновения ошибок при работе с памятью труднонаходимость проблема освобождения ресурсов...
20616. Фазы трансляции 328 KB
  Группы символов соответствующие элементам языка называются токенами. Контекстносвободная грамматика имеет 4 компоненты: множество токенов терминальных символов множество нетерминальных символов множество продукций где слева всегда нетерминал а справа последовательность терминалов нетерминалов указание одного из нетерминалов в качестве стартового символа грамматики. На вход лексического анализатора поступает цепочка символов. Каждый шаг переключение автомата состоит в том что при нахождении в определенном состоянии при...
20617. Магазинные автоматы 86.5 KB
  I входная строка I текущий символ входной строки M стек M символ в вершине стека pushM операция записи в стек popM операция выталкивания из стека M=0 проверка стека на пустоту I=0 проверка на пустоту входной строки nextI переход к следующему символу в строке {Si} множество состояний конечного автомата Текущее состояние автомата описывается тремя системами: Si M I При переводе автомата в новое состояние получим Si M ISj . Если текущий символ строки совпадает с символом в вершине...
20618. Восходящий синтаксический метод 180.5 KB
  Значения атрибутов вычисляются согласно семантическим правилам которые связаны с продукциями грамматики. В этом обобщении с каждым грамматическим символом связываются множество атрибутов. Синтезируемые атрибуты Наследуемые атрибуты каждому символу грамматики можно поставить ряд атрибутов Синтезируемые атрибуты значение вычисляется по значению атрибутов в дочерних по отношению к данному узлу узлах. Наследуемые атрибуты значение определяется значением атрибутов соседних узлов и родительского узла.
20619. Синтаксическое дерево 93.5 KB
  Синтаксическое дерево. Синтаксическое дерево представляет собой дерево синтаксического разбора сжатом виде и может быть построено на основе синтаксически управляемых определений. Грамматическое правило Семантическое правило Синтаксическое дерево узлы которого могут иметь одного родителя называется направленным ациклическим графом выражений DAG. Для ускорения поиска используется ХЭШ функция по сигнатуре op l r Пример: Построить дерево синтаксического разбора синтаксическое дерево и DAG для выражения.