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

6242. Фармакопейный анализ кислоты хлористоводородной и галогенидов щелочных металлов 89 KB
  Фармакопейный анализ кислоты хлористоводородной и галогенидов щелочных металлов Описание. Бесцветные прозрачные жидкости со своеобразным запахом, кислой реакции. Кислота хлористоводородная - летучая жидкость. Свойства препаратов кислоты соляной...
6243. Генетика как научный фундамент биотехнологии 93.5 KB
  Генетика как научный фундамент биотехнологии Основы биотехнологии. Задачи биотехнологии. Структура современной биотехнологии Клеточная инженерия: достижения и перспективы Генная инженерия: достижения и перспективы Генетические основы выс...
6244. Рынок капитала, рынок земли 80.5 KB
  Рынок капитала, рынок земли. 1. Понятие капитала и процента. 2. Долгосрочные инвестиции. Анализ эффективности инвестиций. 3. Рынок земельных ресурсов и земельная рента. 4. Прибыль как факторный доход. 1. Капитал - это определенная сумма благ в ...
6245. Язык программирования Паскаль 73.5 KB
  Язык программирования Паскаль План Основные сведения Основные элементы Паскаля Структура программы Организация и описание данных Основные сведения Язык Паскаль является одним из самых распространенных в настоящее время алгори...
6246. Абсолютизация идеализма у Г.В.Ф. Гегеля 102.5 KB
  Абсолютизация идеализма у Г.В.Ф. Гегеля. Вопрос 1 Истоки и основные параметры философской системы Гегеля. Всё действительное разумно, всё разумное действительно (Гегель). Жизнь и труды Гегеля. Немецкий философ Георг Вильгельм Фридрих Гегель (1770-18...
6247. Россия в начале XVII в. Смутное время 83.5 KB
  Россия в начале XVII в. Смутное время Борьба за власть в период правления Федора Ивановича (1584-1598). Борис Годунов (1598-1605). После смерти Ивана IV Грозного царствовать начал его сын Федор Иванович (род. 21 мая 1557). Власть фактически пе...
6248. Фармакопейный анализ кислоты борной и натрия тетрабората, железа сульфата, натрия гидрокарбоната 101 KB
  Фармакопейный анализ кислоты борной и натрия тетрабората, железа сульфата, натрия гидрокарбоната Бор и его соединения В природе бор встречается в виде борной кислоты, которая содержится в воде горячих источников. Соединения бора содержатся также в н...
6249. CD и DVD 104 KB
  CD и DVD Что такое СD? Конструкция диска CD-DA (Compact Disk - Digital Audio, компакт-диск - цифровой звук) и способ записи звука на нем описывается стандартом предложивших его фирм Sony и Philips, изданным в 1980 году под названием Red Book...
6250. Генетика популяций. Выполнение закона Харди–Вайнберга в природных популяциях 137.5 KB
  Генетика популяций 1. История понятия популяция. Современное определение популяции. Генетическая структура популяции 2. Закон Харди–Вайнберга - основной закон популяционной генетики 3. Выполнение закона Харди–Вайнберга в природных поп...