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

20906. Захист прав і свобод людини та громадянина в міжнародному і національному законодавстві 198 KB
  Правовий статус громадян виражає її соціально-економічне і політичне становище в державі й суспільстві, а також можливості для реалізації прав і свобод та покращення свого становища за допомогою права і законодавства. Держава і суспільство зацікавлені і значною мірою стимулюють правомірну діяльність і поведінку особи.
20907. Бизнес-план ЗАО «Пивзавод «Архар» 256 KB
  ЗАО «Пивзавод «Архар», производство пива по традиционно русским рецептам. В состав используемых помещений входят: цех для основного производства, кухня, пивбар. Также к основным фондам относится земельный участок, занимаемый данным предприятием
20908. Фінансовий облік, конспект лекцій 289.5 KB
  Фінансовий облік - це комплексний синтетичний облік усіх засобів та грошових коштів і всієї економічної діяльності підприємства, фірми, організації, установи. До його складу входять аналітичний облік розрахунків з постачальниками і покупцями, іншими організаціями та особами
20910. Исследование вращающихся трансформаторов 619 KB
  Основные теоретические сведения Вращающиеся поворотные трансформаторы ВТ – электрические информационные микромашины переменного тока предназначенные для преобразования угла поворота в напряжение пропорциональное некоторым функциям угла например синусу или косинусу или самому углу поворота ротора. Вращающиеся трансформаторы используются в системах дистанционной передачи ДП угла повышенной точности; в качестве датчиков угла; счетнорешающих элементов аналоговых и аналоговоцифровых вычислительных устройств для решения геометрических...
20911. Исследование однофазных сельсинов 417.5 KB
  Систему синхронной связи передающую электрическим путем на расстояние угловые перемещения называют системой передачи угла или синхронного поворота. В системах электрического вала применяют трехфазные сельсины а в системах передачи угла – однофазные сельсины. В зависимости от величины погрешности в индикаторной системе передачи угла сельсины делятся на четыре класса точности см. Параметр точности Класс точности 1 2 3 4 Погрешность следования в дистанционной передаче угла в индикаторном режиме угл.
20912. Исследование феррозондов 179 KB
  Это изменение достигается магнитным воздействием на сердечник с помощью обмоток возбуждения подключенных к источнику переменного тока. Здесь w1в и w2в – обмотки возбуждения включенные встречно wвых – выходная сигнальная обмотка. Встречное включение обмоток возбуждения расположенных симметрично относительно середины сердечника обеспечивает развязку цепей возбуждения и выхода и позволяет свести к минимуму величину выходного напряжения в отсутствие внешнего поля. При подаче в обмотки возбуждения переменного напряжения uв=uвмsint магнитная...
20913. Исследование статических тяговых характеристик силового электромагнита 265.5 KB
  При протекании тока по обмотке 3 электромагнита создается магнитный поток который проходит по магнитопроводу паразитному и рабочему воздушному зазорам. В последнем создается электромагнитная сила стремящаяся притянуть якорь электромагнита к стопу. Электромагнитное усилие определяется зависимостью 1 где коэффициент зависящий от конструктивных особенностей электромагнита; ток в обмотке; количество витков обмотки; зазор.