Физический практикум по атомной и ядерной физике. Ч.3. Корнев К.П - 11 стр.

                        Лабораторная работа № 4

                       ОПЫТ ФРАНКА И ГЕРЦА

 Цели: 1. Изучение столкновения электронов с атомами.
      2. Экспериментальное определение первого потенциала возбуждения
       атомов ртути.

                     ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

  В 1913 году Нильс Бор ввел в физику представление об устойчивых (стацио-
нарных) состояниях атома, находясь в которых атом не излучает и не поглоща-
ет энергии. Изменение же энергии системы "происходит не непрерывно, как это
принимается в обычной электродинамике, а только при переходе системы из
одного стационарного состояния в другое."
  Одним из первых экспериментов, подтверждающих существование стацио-
нарных состояний, является опыт Франка и Герца по возбуждению атомов
электронным ударом. Схема опыта представлена на рис.1.




                    Рис. 1. Схема опыта Франка и Герца

  Исследуемый разреженный одноатомный газ, в данном случае пары ртути,
заполнял баллон трех электродной лампы. Источником электронов служил на-
гретый катод. Давление паров ртути, задаваемое температурой газа, выбирали
таким, чтобы длина свободного пробега электрона была во много раз меньше
расстояния между катодом и сеткой. Поэтому электрон испытывал большое ко-
личество столкновений с атомами ртути, прежде чем долететь до сетки под
действием ускоряющего потенциала U. Между сеткой и третьим электродом
(коллектором) создавали небольшую, около 1В, задерживающую разность по-
тенциалов V. Если кинетическая энергия К электрона, достигшего сетки, ока-
зывалась меньше еV, то долететь до коллектора он не мог. Таким образом, ток
коллектора, измеряемый микроамперметром, регистрировал поток электронов с
энергией К > еV , где е – элементарный заряд.


                                    10