Опыт Франка и Герца. Исследование теплоемкости твердых тел. Головин Ю.М - 8 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

()
K
M
m
K
Mm
mM
K
44
2
=
+
=∆
,
где m – масса электрона; М – масса атома ртути;
2
v
2
1
mK =
– кинетическая энергия налетаю-
щего электрона.
Поскольку m << M, то потеря кинетической энергии
K
∆
весьма мала. Энергия
K
∆
передается атому ртути и проявляется как его энергия отдачи, что схематически может
быть представлено следующим образом:
β + А → А′ + β.
Медленный Неподвижный Атом с Замедленный
электрон атом энергией электрон
1
K < 4,9 эВ отдачи ∆K
2
K =
1
K – ∆K
Значение
K
∆
настолько мало, что электрон до полной остановки испытывает значитель-
ное число столкновений, двигаясь при этом по зигзагообразной траектории, достигая анода.
Однако, если кинетическая энергия электрона превышает эВ9,4
12
=
−
EE (см. рис. 1), то
возможны неупругие столкновения, сопровождающиеся передачей части его кинетической
энергии атому ртути с переходом электрона в атоме ртути из основного состояния в первое
возбужденное с энергией
2
E . Кинетическая энергия
2
K электрона после неупругого столкно-
вения равна
эВ9,4)(
11212
−
=
−
−
= KEEKK ,
и если она меньше энергии задержки (еV
з
), то электроны не долетят до анода.
Поскольку время жизни атома в возбужденном состоянии очень мало ( с10
8−
≈ ), то прак-
тически сразу же после столкновения возбужденный атом А
′
вернется в основное состояние,
испустив при этом фотон с энергией эВ9,4
12
=
−
EE и длиной волны
нм.6,253
=
λ
При достижении резонансного значения ускоряющего напряжения большое количество
электронов отдает свою энергию атомам ртути. Они уже не могут достичь анода и не участ-
вуют в формировании тока. Поэтому за максимумом следует минимум (провал) по току.
Дальнейшее увеличение ускоряющего напряжения вновь приводит к росту тока. Тем са-
мым при значении
2
р
V
= 9,8 + V
з
В электроны, которые один раз потеряли свою энергию в
резонансном неупругом столкновении, снова набирают энергию, достаточную для повторно-
го резонансного взаимодействия. Мы наблюдаем второй максимум.
С увеличением температуры паров ртути вид анодной характеристики изменяется. По-
ложения максимумов по оси напряжений, разумеется, измениться не могут, однако сами ве-
личины максимумов и особенно минимумов тока претерпевают изменения. С ростом темпе-
ратуры они уменьшаются. Напомним, что начало характеристики не совпадает с началом ко-
ординат из-за контактной разности потенциалов между катодом и сеткой, а также задержи-
вающего напряжения
з
V , поэтому измерение резонансного потенциала следует проводить по
разности
1
p
2
р
VV −
.
3.3 Характеристика задержки и
функция распределения электронов по энергиям
Вид характеристики задержки с параметрами установки t = 80 °С,
у
V
= 4 В, В240
з
→−V
представлен на рис. 5.

Страницы