Лабораторный практикум / 2-ая физическая лаборатория / Электричество / 60 - Опыт Франка-Герца / Доманская

Доманская А. В.

группа 306.

Лабораторная работа № 60.

Опыт Франка и Герца.

Целью этой работы было определение потенцталов возбуждения и ионизации атомов ртути с помощью метода, впервые использовонного в опытах Франка и Герца.

Схема установки:

1.Определение энергии возбуждения.

При токе накала I_н=2,5 А, и U₁=0 B, устанавливается такое напряжение между сеткой и анодом, при котором коллекторный ток спадает до нуля, т.е. электроны, вылетающие с катода обладают энергией, недостаточной для преодоления тормозящего поля. Также компенсируется контактная разность потенциалов между катодом и анодом.

Для U₂=3,5 B снимается зависимость коллекторного тока от ускоряющего напряжения.

Таблица 1.

Абсолютная погрешность определения U₁ составляет 0,1 В, I_к - 3 нА.

Построим соответствующий график.

График зависимости коллекторного тока от ускоряющего напряжения.

Видно, что при напряжении U₁=(5,0±0,2) B ток падает. Это означает, что электроны теряют энергию, необходимую для преодоления поля, сталкиваясь с атомами ртути и возбуждая их. Следовательно, энергия возбуждения ртути

Е_возб=(5,1±0,2) эВ.

2.Определение энергии ионизации.

Если настроить амперметр в коллекторной цепи так, чтобы он измерял ток, создаваемый ионами, то, сняв зависимость I_к от U₁ можно определить потенциал ионизации.

Таблица 2.

График зависимости коллекторного тока от ускоряющего напряжения.

При напряжении U1=(11,3±0,2) В ток начинает возрастать. Значит элекроны способны ионизировать атомы ртути; появляется ионный ток. Тогда энергия ионизации Е_и=(11,3±0,2) эВ.