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

67794. Дослідження магнітного кола постійних струмів 576.5 KB
  Вивчити методи та прилади вимірювання магнітної індукції і магнітного потоку та дослідити веберамперні характеристики магнітних кіл постійного струму. Короткі теоретичні відомості Частину електротехнічного пристрою призначеного для створення в його робочому обємі магнітного поля заданої...
67795. Дослідження послідовного кола змінного струму 423 KB
  Перевірка закону Ома при аналізі послідовних кіл змінного струму, які складаються з активного опору, індуктивності і ємності, і вивчення явища резонансу напруг. Короткі теоретичні відомості Змінним називається струм, який періодично змінює свій напрямок. Напруга змінного синусоїдного струму описується функцією...
67796. Дослідження електричного кола змінного струму з паралельним з’єднанням віток 333.5 KB
  Дослідити режим роботи електричного кола з паралельним зєднанням котушки індуктивності і ємності при різних частотах вивчити вплив С і L на явище резонансу струмів та його використання для регулювання коефіцієнта потужності. Короткі теоретичні відомості На відміну від кола...
67797. Дослідження трифазної системи при з’єднанні споживачів зіркою 515.5 KB
  Вивчити основні властивості і застосування трифазних кіл при зєднанні джерела і споживачів зіркою. Дослідити роботу трифазної системи струмів при рівномірному і нерівномірному навантаженні фаз а також роботу системи при обриві фазного і нульового проводів.
67798. РЕНТГЕНОГРАФИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОРИЕНИРОВКИ НЕОГРАНЕННЫХ МОНОКРИСТАЛЛОВ МЕТОДОМ ЛАУЭ 2.04 MB
  В методе Лауэ дифракционная картина получается от неподвижного монокристалла при облучении его непрерывным спектром рентгеновского излучения. Образцом может служить как изолированный кристалл, так и достаточно крупное зерно поликристалла.
67799. КОДИРОВАНИЕ ОТКРЫТОГО ТЕКСТА И ДВОИЧНЫХ ДАННЫХ 203 KB
  Информация подлежащая зашифрованию и расшифрованию представляется различными способами чаще всего в виде текстов записанных в некотором алфавите. Под кодированием обычно понимают представление информации в виде знаков букв алфавита. Алфавит конечное множество знаков используемых для кодирования информации.
67800. КОДУВАННЯ ВІДКРИТОГО ТЕКСТУ І ДВІЙКОВИХ ДАНИХ 190.5 KB
  Інформація, що підлягає зашифруванню і розшифруванню, представляється різними способами, найчастіше у вигляді текстів, записаних в деякому алфавіті. Під кодуванням звичайно розуміють представлення інформації у вигляді знаків (букв алфавіту). Знак – подія або матеріальний об'єкт, виникнення...
67801. Основи роботи в середовищі MatCAD 1.27 MB
  Запис змінних виконується з клавіатури, знаки операцій брати з плітри операцій або з клавіатури. Наприклад (див. приклад далі) При записі виразів зявляється курсор в вигляді кута (голубого кольору), горизонтальна та вертикальна частини якого показують до якої частини виразу буде записана наступна операція.
67802. МЕТОД ПОРОШКОВ 1.27 MB
  При исследовании образцов со сложной структурой и с большими периодами решетки для уменьшения возможности наложения дифракционных линий которых в этом случае получается очень много целесообразно применять длинноволновое излучение например хрома или железа. Промер линий должен проходить строго по середине рентгенограммы.