Физический практикум по атомной и ядерной физике. Ч.3. Корнев К.П - 12 стр.

 Измерения показали (рис.2.), что на кривой зависимости тока коллектора I от
напряжения на сетке U имеется ряд эквидистантных максимумов, отстоящих
друг от друга на расстоянии ΔU = U3 – U2 = U2 – U1 ≈ 4,9 B.




        Рис.2. Вольт-амперная характеристика прибора Франка и Герца

  Объясняется это тем, что, когда U < U1, энергии электрона не хватает для пе-
ревода атома ртути в новое стационарное состояние, и столкновения электро-
нов с атомам являются упругими. При упругом ударе электрон практически не
теряет кинетической энергии, т.к. его масса в тысячи раз меньше массы атома.
С увеличением U кинетическая энергия электронов растет, а значит возрастает
ток коллектора.
  При U ≅ U1 энергии электрона, долетевшего до сетки, становится достаточной
для перевода атома ртути в первое возбужденное состояние. Столкновения
электронов с атомами вблизи сетки становятся неупругими, и электроны, почти
полностью потеряв кинетическую энергию, не могут преодолеть задерживаю-
щий потенциал между сеткой и коллектором. Это приводит к первому умень-
шению I. При дальнейшем увеличении ускоряющего напряжения U электроны,
испытавшие неупругие столкновения, вновь набирают кинетическую энергию,
достаточную для преодоления задерживающего потенциала. Ток коллектора
снова возрастает с ростом напряжения U. Следующее уменьшение тока проис-
ходит тогда, когда в лампе возникают две области неупругих столкновений
электронов с атомами: одна находится посредине пути от катода до сетки, а
вторая - вблизи сетки.
  В опыте Франка и Герца возбуждается ближайшее к основному стационарное
состояние атома. Для определения положения более высоких уровней энергии
атомов разработаны специальные экспериментальные методы [1]. Краткое опи-
сание метода двух сеток дано в приложении.

                    ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

 Схема измерительной установки изображена на рис.3. Ее основным элемен-


                                      11