36907

Подтверждение боровской теории строения водородоподобных атомов

Лабораторная работа

Физика

Основные теоретические положения к данной работе основополагающие утверждения: формулы схематические рисунки: В основе теории Бора лежат следующие постулаты: Первый постулат Бора постулат стационарных состояний: существуют некоторые стационарные состояния атома находясь в которых он не излучает энергии. Второй постулат Бора правило квантования орбит утверждает что в стационарном состоянии атома электрон двигаясь по круговой орбите должен иметь квантованные значения момента импульса удовлетворяющие условию где п = 1; 2;...

Русский

2013-09-23

255.5 KB

10 чел.

PAGE  2

Московский государственный университет

путей сообщения РФ (МИИТ)

Кафедра «Физика-2»

Институт, группа ИУИТ, УИС-111                         К работе допущен____________________

        (Дата, подпись преподавателя)

Студент Дмитриева Е. В.                                          Работа выполнена___________________

 (ФИО студента)      (Дата, подпись преподавателя)

Преподаватель Шульмейстер А. М.                     Отчёт принят_______________________          (Дата, подпись преподавателя)

ОТЧЁТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №48

Опыт Франка и Герца.

  1.  Цель работы:

Подтверждение боровской теории строения         водородоподобных атомов.

2. Принципиальная схема установки

(или её  главных узлов):

 Трехводородная лампа:

 К – накаленный  катод;

 С – сетка;

 А – анод;

 Г – гальванометр;                                                                                  ε1

 П – потенциометр;             

 V – вольтметр;

 ε1, ε2 – ЭДС;

                  ε2                                   

     

                               

      Тиратрон:   

       С – сетка;

       К – катод;

       Т – тиратрон;

            R – сопротивление;                   
3. Основные теоретические положения к данной работе
(основополагающие утверждения: формулы, схематические рисунки):

В основе теории Бора лежат следующие постулаты:

 Первый постулат Бора (постулат стационарных состояний): существуют некоторые стационарные состояния атома, находясь в которых он не излучает энергии. 

 Второй постулат Бора (правило квантования орбит) утверждает, что в стационарном состоянии атома электрон, двигаясь по круговой орбите, должен иметь квантованные значения момента импульса, удовлетворяющие условию

,  где п = 1; 2; 3;…  (1)

Здесь m – масса, а - скорость электрона, r – радиус его орбиты, h = 6,62*10-34 – постоянная Планка.

 Третий постулат Бора (правило частот) устанавливает, что при переходе атома из одного стационарного состояния в другое испускается или поглощается один фотон. Изменение энергии атома, связанное с излучением или поглощением фотона, пропорциональна частоте  . Если ∆Е – изменение энергии атома в результате этих процессов, то

∆Е=h.  (2)

 Постулаты Бора нашли непосредственное подтверждение в опытах Франка и Герца по изучению столкновений электронов, ускоряемых электрическим полем, с атомами инертных газов и паров металла. Эти элементы использовались потому, что их атомы не проявляют склонности к захвату электронов и образованию отрицательных ионов.

В опытах Франка и Герца было обнаружено, что электроны могут испытывать с атомами столкновения двух типов:

 1) упругие столкновения, при которых электрон отскакивает от атома без потери энергии и лишь меняет направление движения;

 2) неупругие столкновения, при которых электрон отдает большую часть своей кинетической энергии (или даже всю энергию) атому, и, следовательно, резко уменьшает свою скорость; при этом атом переходит в возбужденное состояние.

Упругие столкновения имеют место, когда кинетическая энергия электронов меньше разности энергий основного Е1 (п=1) и первого возбужденного (п=2) состояния

Е2 атома: в этом случае электроны практически не передают атомам энергии. Если же кинетическая энергия электронов становиться равной Е2- Е1, то электроны испытывают неупругие столкновения, в результате которых атом переходит в первое возбужденное состояние.

Если электронам сообщить достаточно большую энергию, то при неупругих столкновения они могут перевести атом во второе (п=3), третье (п=4) и более высокие возбужденные состояния с энергиями, соответствующими более высоким энергетическим уровням атома. При этом будут выполняться соотношения: Е3- Е1UII=hII; Е4- Е1UIII=hIII  и т. д.

Таким образом, атом либо вообще не поглощает энергию (испытывает упругое соударение с электроном), либо поглощает ее, но в количестве, равном разности энергий двух стационарных состояний.

 

4. Таблицы и графики

Элемент

Гелий  

Неон  

Аргон  

Ксенон

Криптон

Длина

волны

62,5

60,3

58,5

74,3

58,5

104,8

91,3

88,9

147,0

109,8

123,6

87,8

-19 -4 -5

    Результаты измерений и расчетов:

UГ1, В  

UС1, В  

UI1, 

В  

UC2, В  

UC2 -UC1, В  

E2 -E1, Дж  

λ1, нм

λ1ср, нм

200 Гц

1,2

1,17

1,21

1,3

0,13

0,2*10-19

10-5

-

250 Гц

1,21

1,21

1,23

1,25

0,04

0,064*10-19

3*10-4

-

300 Гц

1,2

1,19

1,21

1,3

0,11

0,17*10-19

5,7*10-4

-

1)

1.                                                                                    (Дж)

2.                                                                                  (Дж)

3.                                                                                      (Дж)

2)

 

1. (Гц)

2.   (Гц)

3.   (Гц)

3)

1. (м)

2. (м)

3. (м)

Подпись студента:


EMBED Visio.Drawing.6  

EMBED Visio.Drawing.6  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

65217. Нерівноважна термодинаміка мартенситних перетворень в сплавах з термічно та магнітоіндукованим ефектами пам’яті форми 1.24 MB
  Окрім бездифузійності та жорстких орієнаційних співвідношень було відмічено ще низку особливостей цього типу фазових перетворень: Пертворення розповсюджується на широку область температур верхня межа якої була названа мартенситною точкою...
65218. Технологія харчового шроту з безлушпинного ядра насіння соняшнику 535.5 KB
  Сучасна технологія видобування соняшникової олії не передбачає отримання поряд з олією харчового шроту з високим вмістом білків що рівноцінні тваринним. Таким чином розробка технології комплексної переробки безлушпинного ядра насіння соняшнику з метою вилучення...
65219. Розробка основ ресурсозберігаючого процесу сумісного безфільєрного та фільєрного волочіння сталевої низьковуглецевої катанки 278.5 KB
  Основними тенденціями метизної галузі України за останні 20 років є децентралізація виробництва з розширенням асортименту сорторозмірів і перехід на механічне видалення окалини з поверхні катанки в роликових окалиноламачах.
65220. Формування продуктивності сої залежно від технологічних прийомів вирощування в умовах північної частини Степу України 228.5 KB
  Однак врожаї цієї важливої культури ще невисокі що обумовлено як правило недосконалістю елементів технології її вирощування і в першу чергу способів основного обробітку ґрунту та рівня мінерального живлення.
65221. Розроблення основ технології оксидаційного знесірчування дизельних фракцій 286.5 KB
  Єдина на сьогодні широковживана промислова технологія очищування нафтової сировини від сполук сірки гідроочищування ГО має низку недоліків головними з яких є: необхідність використання складного обладнання та дорогого чистого водню...
65222. Особливості перебігу ішемічно-реперфузійного пошкодження структур головного мозку при експериментальному цукровому діабеті в самців-щурів 276.5 KB
  Особливу увагу привертають ішемічні пошкодження головного мозку які складають більшу частку цереброваскулярної патології що зумовлює медикосоціальне значення ішемії мозку Т.Черевко 2003 підкреслює важливість глибокого знання патогенезу...
65223. ПРОЕКТУВАННЯ СУДНОВИХ КОНСТРУКЦІЙ ІЗ ВРАХУВАННЯМ КОНЦЕНТРАЦІЙ НАПРУЖЕНЬ ТА МІСЦЕВИХ ПІДКРІПЛЕНЬ 5.58 MB
  Проблема вдосконалення корпусних конструкцій багато в чому залежить від раціонального використання полегшуючих вирізів з однієї сторони й заходів щодо їхнього підкріплення з іншої.
65224. Удосконалення процесу проектування спеціального одягу для перукарів 203.5 KB
  Сьогодні вітчизняні та іноземні підприємства які займаються виготовленням спеціального одягу для працівників сфери послуг пропонують досить широкий асортимент виробів для перукарів однак ця продукція не задовольняє їх потреби через те що не повною мірою відповідає...
65225. Правові основи здійснення управління місцевими фінансами України 157 KB
  Задля нормального функціонування органів місцевого самоврядування, здійснення покладених на них завдань і функцій, а також ефективного надання публічних послуг населенню, вказані органи потребують належної фінансової бази.