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

50362. Основные конфликтологические теории. (К. Маркс, Р. Дарендорф, Л. Козер) 15.7 KB
  Ральф Дарендорф в своей «теории конфликта» исходил из того, что в каждом обществе существуют осевые линии социальных конфликтов. Конфликт, по его мнению, рождается из того, что одна группа или один класс сопротивляются «давлению» или господству противоположной им социальной силы.
50363. Изучение теории погрешностей и кинематики материальной точки 2.22 MB
  Экспериментальные точки не должны сливаться друг с другом; Масштабы вдоль осей следует выбирать так чтобы основная часть графика имела наклон близкий к и лежала в средней части между осями; Если на графике необязательно иметь начало координат начало и конец разметки по осям должны соответствовать минимальным и максимальным значениям аргумента и функции; Десятичные множители удобнее отнести к единице измерения тогда деления на Ося будут помечены цифрами 123 и т. На график наносятся все полученные в измерениях точки выносные...