Физический практикум по атомной и ядерной физике. Ч.3. Корнев К.П - 16 стр.

                           Контрольные вопросы

1. Сформулируйте постулаты Бора.
2. Почему на вольтамперной характеристике прибора Франка и Герца наблю-
даются максимумы тока, от чего зависит их количество, ширина, высота?
3. Нарисуйте схему квантовых переходов атомов в опыте Франка и Герца.
Оцените длину волны излучения, возникающего при обратных переходах в
атомах ртути. Почему не возбуждаются высшие энергетические уровни атома?
4. Опишите видоизменения опытов, позволяющие определять высшие потен-
циалы возбуждения (критические потенциалы) атомов. В чем состоят различия
между потенциалом возбуждения и ионизационным потенциалом атома?
5. Почему в предлагаемой лабораторной установке нить накала лампы разогре-
вается импульсным током? Какие возникнут искажения ВАХ на экране осцил-
лографа, если катод питать переменным напряжением 6,3В частотой 50Гц?
6. Как формируется изображение вольтамперной характеристики исследуемой
трех электродной лампы на экране осциллографа? Изменится ли это изображе-
ние, если на сетку лампы подавать импульсы напряжения не пилообразной
формы? Какого рода искажения ВАХ следует ожидать?
                                                         Приложение

                              Метод двух сеток

  Для перевода атома в возбужденное состояние требуется энергия равная или
большая ΔЕ12 = Е2 - Е1. Здесь Е1 – энергия основного состояния, Е2 – энергия
уровня ближайшего к основному (его часто называют резонансным уровнем ).
  Наименьшие значения величины ΔЕ12 наблюдаются у атомов щелочных ме-
таллов, а наибольшие у атомов инертных газов. Например, для натрия она со-
ставляет 2,12эВ, для гелия – 21эВ, для ртути – 4,9эВ. Когда кинетическая энер-
гия электрона меньше ΔЕ12 столкновения электрона с атомами будут упругими.
  Электрон в несколько тысяч раз легче ядра атома. Поэтому скорость электро-
на после упругого столкновения с атомом будет меняться не по величине, а
только по направлению. В плотных газах электрон сталкивается с атомами
очень часто. Но не смотря на это кинетическая энергия электрона, по мере дви-
жения к сетке, будет расти. Увеличение кинетической энергии продолжается до
тех пор, пока столкновения с атомами будут упругими. Когда энергия электро-
на достигнет величины равной первому потенциалу возбуждения - ΔЕ12, атом, в
результате столкновения, перейдет в возбужденное состояние. Электрон поте-
ряет энергию движения. Поэтому высшие уровни энергии атома в опыте Фран-
ка и Герца практически не возбуждаются.
  Идея метода двух сеток состоит в создании ситуации, когда уже на длине L
свободного пробега электрон набирает энергию позволяющую перевести атом
на более высокие уровни, чем резонансный уровень. Математически это озна-
чает, что в экспериментальной установке реализуется неравенство:


                                      15