ВУЗ:
Составители:
Поскольку время жизни атома в возбужденном состоянии очень мало (≈ 10
–8
с), то практически сразу же после
столкновения возбуждённый атом А′ вернётся в основное состояние, испустив при этом фотон с энергией Е
2
– Е
1
= 4,9 эВ
и длиной волны λ = 253,6 нм.
При достижении резонансного значения ускоряющего напряжения большое количество электронов отдает свою
энергию атомам ртути. Они уже не могут достичь анода и не участвуют в формировании тока. Поэтому за максимумом
следует минимум (провал) по току.
Дальнейшее увеличение ускоряющего напряжения вновь приводит к росту тока. Тем самым при значении U
р
= 9,8 В
электроны, которые один раз потеряли свою энергию в резонансном неупругом столкновении, снова набирают энергию,
достаточную для повторного резонансного взаимодействия. Мы наблюдаем второй максимум.
С увеличением температуры паров ртути вид анодной характеристики изменяется. Положения максимумов по оси
напряжений, разумеется, измениться не могут, однако сами величины максимумов и особенно минимумов тока претерпе-
вают изменения. С ростом температуры они уменьшаются. Напомним, что начало характеристики не совпадает с началом
координат из-за контактной разности потенциалов между катодом и сеткой, а также задерживающего напряжения
U
з
,
поэтому измерение резонансного потенциала следует проводить по разности
.
1
p
2
p
UU −
Характеристика задержки и функция распределения
электронов по энергиям
Вид характеристики задержки с параметрами установки t = 80 °С, U
у
= 4 В, U
з
– 0 → 24 В представлен на рис. 5.5.
Как уже отмечалось выше, тот факт, что ток не падает до нуля непосредственно сразу после превышения напряже-
ния задержки над ускоряющим напряжением, объясняется существованием распределения электронов по энергиям. Не
все электроны имеют одну энергию, и чем уже распределение их по энергиям, тем круче будет падение тока на характе-
ристики задержки. При данном фиксированном U
у
напряжение задержки U
з
> U
у
отсекает электроны с энергией меньшей
либо равной
Е = е (U
з
– U
у
). (5.3)
Пусть количество таких электронов, пролетающих через триод в единицу времени (и не достигающих анода по
причине действия задерживающего потенциала), равно N(E). По определению функция распределения электронов по
энергиям равна
f (E) = –dN(E) / dE. (5.4)
Рис. 5.5
С другой стороны, значение тока при данном значении задерживающего напряжения пропорционально N
0
– N(E),
где N
0
– полное количество электронов, формирующих ток при равном нулю напряжении задержки. Кроме того, dE ∼
edU, следовательно,
f (E) = dN (E) / dE = –dI / dU.
Говоря иначе, функция распределения электронов по энергиям равна производной тока по напряжению задержки.
Напомним, что при записи характеристики задержки ускоряющее напряжение U
у
является параметром. В зависимо-
сти от его соотношения с резонансным напряжением вид характеристики задержки при наличии паров ртути будет раз-
личным.
При U
у
< U
p
неупругих соударений очевидно нет и характеристика задержки будет такой же, как в случае вакуумно-
го триода, т.е. ток в триоде определяем только электронами, которые испытывают упругие столкновения i
a
= i
y
(см. рис.
5.6).
Если же U
у
> U
p
, то на графике характеристики задержки появляется дополнительная ступенька (см. рис. 5.6). Запись
характеристики произведённая при t = 80 °С, U
у
= (8…10) В, U
з
= (0…24) В даёт наглядную картину.
Это изменение в сравнении с вышерассмотренным случаем также может быть объяснено с привлечением модели
полного тока электронов как суммы "упругого" и "неупругого" токов, т.е. если весь ток электронов условно разделить на
I
а
U
з
