4. Опис експериментальної установки.

Основним елементом установки є запаяна лампа з парами ртуті або інертним газом. Найбільш придатна лампа з еквіпотенціальним катодом (непрямого розжарювання), за допомогою якої можна отримати електрони з малим розкидуванням. У наших дослідах використовується трьохелектродна лампа, виповнена на базі серійної іонізаційної манометричної лампи типу ПМИ-2, що служить для вимірювання тиску у вакуумних системах. Вона зображена на рис.4. Лампа відкачується до високого вакууму і в неї поміщується краплина очищеної ртуті. Необхідний тиск насичених парів ртуті створюється шляхом нагріву краплини.

На рис.5 наведена схема експериментальної установки для визначення потенціалів збудження. В якості експериментальної камери вибрана лампа – тиратрон, заповнений інертним газом. Напруга розжарювання вибирається згідно паспорту лампи. Електрони, прискорені за допомогою потенціалу U_приск, збуджують газ. Електрони, що пройшли крізь сітку лампи на її колектор, утворюють струм, що реєструється міліамперметром А.

Режим експерименту вибирають наступним чином. На катод лампи подають змінну напругу порядку 15-20 В, отримують на екрані осцилографа криву колекторного струму, змінюючи величину затримуючого потенціалу U_затр.

Перемикаючи схему в режим зняття колекторного струму від величини зміни прискорюючої напруги, проводять визначення потенціалу збудження досліджуваного газу.

Рис.5. Схема експериментальної установки.

5. Методика проведення досліджень

1. Для ввімкнення приладу в мережу необхідно поставити всі потенціометри в крайнє ліве положення, тумблер “Осц. – дослід” в положення “Осц.”, а виносний шунт мікроамперметра в положення “10 А”.

2. Ввімкнути прилад тумблером “Мережа”.

3. Ввімкнути осцилограф тумблером “Мережа”.

4. Осцилограф підключити до приладу.

5. Установку прогріти на протязі 15-20 хв.

6. Змінюючи потенціометром “R_осц” напругу між катодом і сіткою лампи отримати криву колекторного струму. Фіксують оптимальний режим прискорюючого поля при зміні напруги мжі сіткою і колектором потенціометром “ R_затр ”.

7. Замалювати криву колекторного струму.

8. Для визначення потенціалу збудження тумблер “Осц.-дослід” поставити в положення “Дослід”.

9. Зняти залежність J_а=(U_приск) при знайденій оптимальній напрузі U_затр в межах U_приск =0-20 В.

10. Побудувати графік J_а=(U_приск) і визначити по ньому перший потенціал збудження досліджуваного газу.

11. Використовуючи знайдений потенціал збудження по формулі (1) визначити довжину хвилі резонансної лінії, що виникає при переході між першим збудженим і основним (нормальним) рівнем атома.

6. Завдання на самостійну роботу.

1. Гіпотеза Планка о квантах енергії.

2. Планетарна модель атома і квантові постулати Бора.

3. Проходження заряджених частинок (електронів) через газ. Пружні і непружні зіткнення.

4. Поняття про ефективний переріз розсіяння і збудження та методи їх експериментального дослідження.

5. Вимірювання функцій розподілу електронів по енергіям.

6. Методи визначення всіх критичних потенціалів атомів і молекул.

7. Методи визначення потенціалів іонізації атомів.