Реферат: Опыты Франка и Герца
Итак, расстояние между максимумами в опытах Франка и Герца в лампе с парами ртути равнялось 4.9 эВ. Таким образом, при энергии электрона Ткин ≥4,9 эВ происходил неупругий удар с передачей энергии электрона внутренней энергии атома ртути. Электроны, сталкиваясь неупруго с атомами ртути в районе сетки, практически полностью теряли свою энергию и ″отсасывались″ сеткой, на которую их направляло задерживающее поле. Если обратный переход Е2→Е1 происходил с испусканием светового кванта hν = Е2 - Е1, то появлялась в ультрафиолетовой области спектральная линия с длиной волны
(здесь с - скорость света, h - постоянная Планка), что позже и наблюдалось в этом опыте. Следует отметить, что начало характеристики может не совпадать с началом координат в основном из-за контактной разности потенциалов между катодом и сеткой, поэтому измерение резонансного потенциала следует производить по разности VpII - VpI.
Характеристика задержки. Вольтамперная характеристика задержки - это анодная характеристика iА(Vз) как функция задерживающего поля при заданном значении ускоряющего напряжения Vy (Vy теперь играет роль параметра). Интересно получить кривые задержки с двумя значениями параметра Vy, когда Vy меньше резонансного значения и больше его. Очевидно, если Vy < Vр, то неупругих ударов нет и характеристика задержки должна быть похожа на характеристику задержки вакуумной лампы (кривая а, рис. 7 ).
Рис.7 Вольтамперные характеристики задержки: а) для Vy < Vз,
б) для Vy > Vз.
Если же Vy > Vp, то появляется дополнительная ступенька (соответствующая уменьшению анодного тока, кривая б, рис. 7). Это явление нетрудно объяснить, если, условно, весь ток электронов разделить на две компоненты i = iн + iy, где iн - та часть электронов, которая испытывает неупругие столкновения (когда их энергия будет ≥ eVp) и iу - компонента, электроны которой испытывают только упругие столкновения. С увеличением задерживающего поля, при Vз= Vз′, “неупругая” компонента тока iн попадет на сетку, так как потерявшие энергию электроны будут задержаны полем Vз′. В результате анодный ток упадет до величины iу - “упругой” компоненты,последняя станет равной нулю при Vз > Vу.
На рис.7(б) изображена суммарная по току кривая, имеющая два плато по току в первой и во второй половине характеристики ia(Vз). Если давление в лампе велико, (столкновения очень частые и практически iн>>iy) то начальная часть характеристики практически не будет иметь плато, т.к. уже малое напряжение задержки весь ток направляет на сетку. Ток iy будет мал и кривая будет иметь вид падающей характеристики.
Список используемой литературы
1. Шпольский Э.Ф. Атомная физика.- М.: Наука, 1974, т.1. гл.VII.
2. Фриш С.Э. Оптические спектры атомов. - М.- Л.: Физматгиз,1963.
3. Тригг Дж. Решающие эксперименты в современной физике.- М.: Мир, 1974.