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

18 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

47780. Курс лекцій. Економіка підприємства 1.28 MB
  асистент Курс лекцій щодо вивчення дисципліни ЕКОНОМІКА ПІДПРИЄМСТВА для студентів спеціальності 6.6 Модуль 1 Загальна характеристика підприємства та його потенціал 1. Інноваційні процеси 10: Технікотехнологічна база підприємства 11. Економічна безпека підприємства 19.
47781. КРАЇНОЗНАВСТВО (КРАЇНИ СНД). КУРС ЛЕКЦІЙ 1.08 MB
  Загарбання Московською державою нових територій підготувало грунт для проголошення Росії імперією що сталося у вересні 1721 р. Послідовне здійснення Петром І реформ і зумовлені ними успіхи як на фронтах Північної війни так і в придушенні внутрішнього опору призвели до суттєвих змін у зовнішньополітичній концепції Росії. Саме Катерина ІІ продовжила активну і наступальноагресивну зовнішньополітичну діяльність Росії. Наступним зовнішньополітичним успіхом Росії стало здобуття у союзі з Австрією перемоги у війні з Туреччиною 17871791 рр.
47782. Закономірності зовнішньої форми кристалів 83.5 KB
  Поняття про кристали. У сучасній техніці кристали широко використовуються у радіотехніці електроніці автоматиці телемеханіці оптиці. Сьогодні у промислових умовах вирощують штучні кристали алмаз кварц напвпровідникові матеріали германій кремній різноманітні сполуки.
47783. Теоретико-методологічні та історичні засади політології 815.5 KB
  у цьому ж коледжі створюється перша школа політичної науки що поклало початок активному формуванню в США системи політичних навчальних і наукових закладів.Моска публікує книгу Елементи політичної науки що дає підстави поширенню політичної науки у Європі з кінця ХІХ ст. Політика це форма суспільної діяльності спрямована на здобуття використання підтримку і повалення політичної влади реалізацію інтересів особи соціальних груп на різних рівнях інститутів політичної системи. Об'єктами політики є всі явища політичного і суспільного життя...
47784. Курс лекцій. Основи охорони праці 528 KB
  Предмет і задачі курсу Охорона праці Місце в системі наук. Правові і організаційні питання охорони праці. Система законодавчих актів з охорони праці.
47785. Основи психологічної практики (практична психологія). Курс лекцій 130.5 KB
  сихологічна практика, натомість сприяє збагаченню індивідуального досвіду, змінює рівень свідомості й характер потреб, впливає на вибір цінностей, ставлення до соціальних норм. Для цього спершу слід упредметнити (уречевити), об’єктивувати психологічний зміст суб’єкта (людини). І тут постають два шляхи для реалізації цього завдання...
47786. Основи технологій в галузях народного господарства. Курс лекцій 739 KB
  Виробничі системи створюють для виготовлення необхідної продукції. Основні переваги підвищення різноманітності та гнучкості виробництва на основі використання електродвигунів зростання якості продукції виробленої із сталі та інших метало продуктів стандартизація виробництва урбанізація. Основні переваги масове виробництво серійної продукції з використанням конверсійних технологій стандартизація виробництва розселення людей у приміських зонах. Засвоєння технологічних основ виробництва різних видів продукції стану базових галузей...