Выполнение работы
Задание 1. Определение энергии возбуждения атома неона
1. Последовательно выполняя пункты инструкции по работе с установкой, получите график зависимости тока от напряжения.
2. С помощью инструментов программы “Measure” несколько раз измерить потенциалы возбуждения атома неона.
3. Определить среднее значение потенциала возбуждения <U> и вычислить по формуле (11) энергию возбуждения <E> атома неона в эВ и Дж. Результат представить в виде:
4. По формулам (12) и (13) определите средние значения длины волны и массы фотона, излучаемого атомом неона.
5. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу.
№ П/п |
U |
< U> |
U |
<U> |
|
<Е> |
<> |
<m> |
B |
B |
B |
B |
% |
Дж |
м |
кг | |
1 2 3 4 5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
6. Оцените по формуле (16) начальную скорость электронов.
- 10 -
Задание 2. Определение количества электронов, испытываю-щих упругие и неупругие столкновения с атомами неона
1. Последовательно выполняя пункты инструкции по работе с установкой, получите график зависимости тока от времени I(t). 2. По заданию преподавателя выбрать определенный потенциал возбуждения.
3. С помощью инструментов программы “Measure” определите заряд, протекающий в неоновой трубке в момент нарастания (участок ab) и спада тока (участок bс). По известному заряду для каждого участка оцените максимальное количество электронов, упруго соударяющихся с атомами неона (см.17).
4. С помощью инструментов программы “Measure” определите заряд, который протекал бы в неоновой трубке в момент времени t2-t3 если бы соударения электронов были бы упру-гими.
5. Вычислите заряд «потерянный» на возбуждение и оцените по формуле (18) количество электронов, возбуждающих атомы неона. Вычислите их процентное содержание.
6. Вычислите полную энергию излучения атомами неона и массу излучаемых фотонов.
7. По выполненной работе сделать вывод.
Контрольные вопросы
1. Какие ключевые идеи были заложены Планком и Эйнштей-
ном на начальном этапе формирования квантовой теории?
2 Сформулируйте постулаты Бора.
3. Приведите теорию водородного атома Бора.
Опишите опыты Франка-Герца и прокомментируйте полу-ченные в них результаты.
Как по зависимости I(U) можно оценить максимальную скорость термоэлектронов?
Как по зависимости I(t) можно оценить число электронов, испытавших упругие и неупругие столкновения с атомами неона?
3
- 11 -
Рекомендуемая литература
1. Савельев И.В. Курс физики. Т2. М.: Наука. 1989. §§ 42,43,50.
2. Трофимова Т. И. Курс физики. М.: Высшая школа. 1997. §§ 110, 114, 115.
3. Техническая документация и методические указания немецкой фирмы PHYWE.
4. Джанколи Д. Физика: В 2т./ Пер. с анг. М.: Мир, 1989.Т.2.
5. Акоста В., Кован К., Грэм Б. Основы современной физики. М.: Просвещение, 1981.
- 12 -
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО
ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА ФИЗИКИ
Лаборатория
«Инновационные технологии обучения физике и КСЕ»