Изучение рассеяния медленных электронов на атомах (эффект Рамзауэра). Худайбергенов Г.Ж. - 6 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

11
Ускоряющий
электрод
0
x
x
+dx
L
Рис. 4. Схематическое изображение тиратрона
Согласно классическим представлениям, сечение рассеяния
электрона на атоме должно падать монотонно с ростом V (обратно
пропорционально скорости электрона), а значит, ВАХ будет моно-
тонно возрастающей функцией, как это показано на рис. 5а.
Исходя из квантово-механических представлений, вероят-
ность рассеяния электронов и соответствующая ВАХ должны иметь
вид, показанный на рис. 5б
. Согласно формуле (13), по измеренной
ВАХ тиратрона можно определить зависимость вероятности рассея-
ния электрона от его энергии из соотношения
=
0
)(
ln
1
)(
I
VI
C
Vw
a
.
(14)
Реально удается надежно наблюдать лишь один (первый n=1)
минимум в сечении рассеяния электронов. Дело в том, что уже при
n=2 напряженность поля становится столь велика, что с большей
вероятностью происходит ионизация атома и возникает пробой ти-
ратрона. Поэтому измерения проводятся при пониженных величи-
нах накала тиратрона. Кроме того, как
показывает расчет, с ростом n
глубина минимума резко уменьшается.
12
w
1
V
w
1
V
I
a
I
0
V
I
0
V
I
a
V
1
б)
а)
V
1
V
2
Рис. 5. Качественный вид вероятности рассеяния электрона
атомом инертного газа и ВАХ тиратрона в классическом (а)
и квантово-механическом представлениях (б)
Принципиальная схема экспериментальной установки изобра-
жена на рис. 6. Внешний вид передней панели прибора показан на
рис. 7. Схема может работать в двух режимах: статическом и дина-
мическом. Переключение режимов работы осуществляется тумбле-
ром T. В статическом режиме разность потенциалов между катодом
и анодом постоянна, но регулируется потенциометром R
2
в интерва-
ле от 0 до 19 В. В динамическом режиме между катодом и анодом
существует переменное напряжение частотой 50 Гц, амплитуду ко-
торого можно регулировать тем же потенциометром, что и в стати-
ческом режиме. Динамический режим используется для наблюдения
                                    Ускоряющий
                                    электрод                             w                                 w

                                                                          1                                 1




                                                                                                  V                   V1      V2   V

                    0         x          x+dx         L                                                    Ia
                                                                         Ia
         Рис. 4. Схематическое изображение тиратрона                      I0                               I0

      Согласно классическим представлениям, сечение рассеяния
электрона на атоме должно падать монотонно с ростом V (обратно
пропорционально скорости электрона), а значит, ВАХ будет моно-
тонно возрастающей функцией, как это показано на рис. 5а.
      Исходя из квантово-механических представлений, вероят-
ность рассеяния электронов и соответствующая ВАХ должны иметь                                     V                  V1            V
вид, показанный на рис. 5б. Согласно формуле (13), по измеренной
ВАХ тиратрона можно определить зависимость вероятности рассея-                       а)                              б)
ния электрона от его энергии из соотношения                              Рис. 5. Качественный вид вероятности рассеяния электрона
                                                                         атомом инертного газа и ВАХ тиратрона в классическом (а)
                                    1 ⎛ I a (V ) ⎞                               и квантово-механическом представлениях (б)
                        w(V ) = −    ln⎜         ⎟.           (14)
                                    C ⎜⎝ I 0 ⎟⎠
                                                                            Принципиальная схема экспериментальной установки изобра-
      Реально удается надежно наблюдать лишь один (первый n=1)
                                                                      жена на рис. 6. Внешний вид передней панели прибора показан на
минимум в сечении рассеяния электронов. Дело в том, что уже при
                                                                      рис. 7. Схема может работать в двух режимах: статическом и дина-
n=2 напряженность поля становится столь велика, что с большей
                                                                      мическом. Переключение режимов работы осуществляется тумбле-
вероятностью происходит ионизация атома и возникает пробой ти-
                                                                      ром T. В статическом режиме разность потенциалов между катодом
ратрона. Поэтому измерения проводятся при пониженных величи-
                                                                      и анодом постоянна, но регулируется потенциометром R2 в интерва-
нах накала тиратрона. Кроме того, как показывает расчет, с ростом n
                                                                      ле от 0 до 19 В. В динамическом режиме между катодом и анодом
глубина минимума резко уменьшается.
                                                                      существует переменное напряжение частотой 50 Гц, амплитуду ко-
                                                                      торого можно регулировать тем же потенциометром, что и в стати-
                                                                      ческом режиме. Динамический режим используется для наблюдения

                                    11                                                                12