Досліди Д. Франка і Г. Герца - раздел Образование, ОДЕСА 2011 Німецькі Фізики Д. Франк І Г. Герц Експериментально Довели Дискретність Значе...
Німецькі фізики Д. Франк і Г. Герц експериментально довели дискретність значень енергій атомів, вивчаючи методом затримуючого потенціалу зіткнення електронів з атомами газів. Схема їх установки наведена на рис. 4.1.
Трубка, яка заповнена парами ртуті при низькому тиску (~130 Па), містить катод K, анод A і сітку C. Електрони, які вилітають з катода внаслідок термоелектронної емісії, прискорюються різницею потенціалів U, що прикладена між катодом і сіткою. Цю різницю потенціалів можна змінювати за допомогою потенціометра П. Між сіткою С і анодом А прикладена гальмівна різниця потенціалів порядку 0,5 В. Д. Франк і Г. Герц досліджували залежність сили струму І в колі анода від напруги U між катодом і сіткою. Сила струму вимірювалась гальванометром G, напруга – вольтметром V.
Електрони в області між катодом і сіткою співударяються з атомами парів ртуті. Ті електрони, які після співударів мають достатню енергію, щоб подолати гальмівне поле, досягають анода. При непружних ударах електронів з атомами ртуті останні можуть збуджуватися. Згідно з теорією Бора кожен з атомів ртуті може отримати лише певну енергію, переходячи при цьому в один із збуджених станів. Тому, якщо в атомах дійсно існують стаціонарні стани, то електрони, стикаючись з атомами ртуті, повинні втрачати енергію дискретно, певними порціями, які дорівнюють різниці енергій відповідних стаціонарних станів атома.
При збільшенні напруги до 4,86 В, сила анодного струму зростає монотонно, проходить через максимум (4,86 В), потім різко падає і зростає знову (рис. 4.2). Наступні максимуми спостерігаються при 2·4,86 B і 3·4,86 B.
Доки напруга між катодом K і сіткою C менша, ніж 4,86 В, то електрони, зустрічаючи на своєму шляху атоми ртуті, взаємодіють пружно. При eU=4,86 eB енергія електрона достатня, щоб викликати непружний удар, при якому електрон віддає атому ртуті всю кінетичну енергію, збуджуючи перехід одного з електронів атома на вищий енергетичний рівень, тобто атом переходить у збуджений стан. Електрони, які втратили свою кінетичну енергію, уже не зможуть подолати гальмівного поля і досягнути анода. При значеннях енергій, кратних 4,86 еВ, електрони можуть 2,3,...рази співударятися непружно з атомами ртуті, втрачаючи при цьому повністю свою енергію, і не долетять до анода.
Досліди Франка і Герца показали, що електрони при зіткненні з атомами ртуті передають атомам лише певні порції енергії, причому 4,86 еВ – найменша можлива порція енергії, яка може бути поглинена атомом ртуті в основному енергетичному стані, що експериментально підтверджує постулати Бора.
ОДЕСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМ І І МЕЧНИКОВА... ФІЗИЧНИЙ ФАКУЛЬТЕТ... КАФЕДРА ТЕПЛОФІЗИКИ...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Досліди Д. Франка і Г. Герца
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
ОДЕСА 2011
УДК
Методичні вказівки призначені для роботи під час виконання лабораторного практикуму по курсу загальної фізики з атомної та ядерною фізики для студентів
ПЕРЕДМОВА
Фізика – це наука, яка вивчає прості і разом з тим загальні властивості явищ природи, властивості і будову матерії, закони руху речовини та поля. Фізика тісно пов’язана з хімією – наукою про хімічн
Атом водню і його спектр випромінювання. Постулати Бора
Дослідження спектрів випромінювання розріджених газів показали, що кожному газу властивий певний лінійчатий спектр, який складається з окремих спектральних ліній. Найбільш вивченим є спектр атома в
Співвідношення невизначеностей Гейзенберга
У класичній механіці всяка частинка рухається вздовж певної траєкторії так, що фіксовані її координати та імпульс. Мікрочастинки внаслідок наявності в них хвильових властивостей відрізняються від к
Оптичні квантові генератори
Слово „лазер” , або оптичний квантовий генератор (ОКГ), скорочено означає підсилення світла за допомогою вимушеного випромінювання. Лазери генерують випромінювання у видимій, інфрачервоній і ближні
Теоретичний відомості і опис установки
Як відомо спектр кожного газу складається з окремих спектральних ліній або груп (серій) близько розташованих ліній. Найбільш вивченим є спектр атома водню. Частоти випромінювання атома водню можна
Послідовність виконання роботи
ЗАВДАННЯ 1. Градуювання монохроматора
Для цього (див.рис.2):
1. Розмістити близько до вхідної щілини монохроматора 1 неонову лампочку 4, яка розміщена в захисн
Водню та сталої Планка
1. Розмістити на місці неонової лампочки прилад СПЕКТР – 1.
2. Увімкнути прилад СПЕКТР–1 в мережу 220 В і встановити перемикач на ньому в положення “H2”.
3. Пере
Контрольні запитання
1. Які серії випромінювання, крім серії Бальмера, ще має спектр випромінювання атом водню?
2. Який фізичний зміст мають квантові числа
Теоретичні відомості та опис установки
Різниця потенціалів, пройшовши яку електрон зазнає непружного зіткнення з атомом газу, внаслідок чого атом переходить основного стану в перший збуджений стан, називають резонансним потенціалом
Послідовність виконання роботи
1. Ознайомитися з приладами, які входять до складу лабораторної установки.
2. Встановити регулятор напруги на автотрансформаторі 5 в нульове положення і увімкнути його в мережу 220 В
Таблиця 1
№ п/п
Uc , В
Іа ,мкА
Ік, А
Ua, В
Резонансний
Контрольні запитання
1. В чому полягає фізичну суть пружних і непружних ударів електронів з атомами газів?
2. Який фізичний факт підтверджує дослід Франка і Герца?
3. Поясніть характер зміни вольт-амп
Теоретичні відомості та опис установки
В даній лабораторній роботі пропонується перевірити експериментально співвідношення невизначеностей Гейзенберга для координати і відповідної проекції імпульсу фотонів, зокрема:
Контрольні запитання
1. Як слід розуміти поняття корпускулярно-хвильовий дуалізм для мікрочастинок?
2. В чому полягає фізичний зміст співвідношення невизначеностей Гейзенберга?
3. Поясніть спів
Послідовність виконання роботи
ЗАВДАННЯ 1. Градуювання монохроматора
Для цього потрібно (див. рис. 2):
1. Розмістити на оптичній лаві перед вхідною щілиною монохроматора
Сталу Планка
Щоб охарактеризувати положення даної смуги або області поглинання в спектрі, вказують довжини хвиль початку і кінця поглинання, а також те місце в спектрі, де спостерігається найбільш сильне поглин
Теоретичні відомості та опис установки
Спектр поглинання парів йоду J2 складається із ряду серій електронно–коливальних смуг, які мають з однієї сторони різкий край (кант), що є згущенням ліній, з яких
Послідовність виконання роботи
ЗАВДАННЯ 1. Градуювання монохроматора
Для цього потрібно (див. рис. 3):
1. Розмістити на оптичну лаву перед вхідною щілиною монохроматора конденсорну лінзу 2,
Опис установки
Основною функцією спектрального приладу є просторове розділення на монохроматичні складові оптичного випромінювання і спрямування його на досліджуваний об’єкт. Таке завдання реалізується за допомог
Розчину на фіксованій довжині хвилі випромінювання
Для цього (див. рис. 2):
1. Налити в одну кювету розчинник (дистильовану воду), а в іншу – досліджуваний розчин.
2. Розмістити заповнені кювети в кюветний відсік фотометра: роз
Оптичної густини досліджуваного розчину
1. Встановити на фотометрі довжину хвилі l=350 нм і виміряти оптичну густину досліджуваного розчину за методикою, наведеній в завданні 2.
2. Провести подальші вимірювання опт
Прилади і обладнання
Фізичні властивості різних речовин визначаються взаємним розміщенням атомів чи молекул і характером взаємодії між ними. В залежності від зовнішніх умов (температури, тиску і т.д.) речовина може зна
Опис установки
Одержання електронограм здійснюється на електронографі, загальна електрооптична схема якого наведена на рис.9.
В електронній гарматі 1 електронографа внаслідок явища термоелектронної емісі
Послідовність виконання роботи
1. Визначити довжину хвилі де Бройля електронів за формулою (5). Значення прискорюючої напруги U, при якій одержувалась на електронографі електронограма, вказано на робочому місці.
Контрольні запитання
1. Що таке елементарна комірка кристалу і якими параметрами вона характеризується?
2. Які типи просторових систем (сингоній) ви знаєте?
3. Поясніть що таке індекси Міллера?
Основні характеристики атомних ядер
Атомне ядро складається з елементарних частинок – протонів і нейтронів. Протон (р) має позитивний заряд, що дорівнює заряду електрона, масу спокою
Трубка, яка заповнена парами ртуті при низькому тиску (~130 Па), містить катод K, анод A і сітку C. Електрони, які вилітають з катода внаслідок термоелектронної емісії, прискорюються різницею потенціалів U, що прикладена між катодом і сіткою. Цю різницю потенціалів можна змінювати за допомогою потенціометра П. Між сіткою С і анодом А прикладена гальмівна різниця потенціалів порядку 0,5 В. Д. Франк і Г. Герц досліджували залежність сили струму І в колі анода від напруги U між катодом і сіткою. Сила струму вимірювалась гальванометром G, напруга – вольтметром V.
Електрони в області між катодом і сіткою співударяються з атомами парів ртуті. Ті електрони, які після співударів мають достатню енергію, щоб подолати гальмівне поле, досягають анода. При непружних ударах електронів з атомами ртуті останні можуть збуджуватися. Згідно з теорією Бора кожен з атомів ртуті може отримати лише певну енергію, переходячи при цьому в один із збуджених станів. Тому, якщо в атомах дійсно існують стаціонарні стани, то електрони, стикаючись з атомами ртуті, повинні втрачати енергію дискретно, певними порціями, які дорівнюють різниці енергій відповідних стаціонарних станів атома.
Новости и инфо для студентов