6.2 Описание установки 1

Изучение опыта Франка – Герца можно проводить на установке двух типов.

Схема первой установки приведена на рисунке 6.4.

Рисунок 6.4. Электрическая схема установки 1

Для исследования применяется тиратрон (трехэлектродная электронная лампа, наполненная исследуемым газом). Источник тока Б₁ создает ускоряющую разность потенциалов, которая регулируется потенциометром R₁ и измеряется вольтметром V₁ ; источник тока Б₂ создает тормозящее электрическое поле, которое регулируется потенциометром R₂ , напряжение измеряется вольтметром V₂ . Анодный ток I_a фиксируется микроамперметром А. Накал лампы питается от специального источника тока.

6.3 Порядок выполнения работы на первой установке

1. Тумблером 1 включить установку в сеть.

2. Включить тумблеры Т₂ и Т₃.

3. С помощью потенциометра R₂ установить потенциал задержки, равный нулю.

4. Изменяя ускоряющий потенциал через 0,5 В, снять зависимость анодного тока I_a от напряжения U₁ . Всего должно быть 10+15 экспериментальных точек. Результаты измерений занести в таблицу 6.1.

Таблица 6.1

U,(B)	U1
U3=0	I1
U3=0,6	I2
U3=1,2	I3

5. На миллиметровой бумаге построить график зависимости

6. По графику определить положение 1 – го максимума и 1 – й потенциал возбуждения.

7. Повторить все измерения для потенциалов задержки 0,6 В и 1,2 В.

6.4 Электрическая схема второй измерительной установки и принцип ее работы

Электрическая схема второй измерительной установки приведена на рисунке 6.5.

Рисунок 6.5. Электрическая схема установки 2

В качестве трехэлектродной лампы, являющейся основным элементом схемы, используется тиратрон ТР–1, заполненный исследуемым газом. Звуковой генератор ЗГ служит источником напряжения, подаваемого между катодом и сеткой. Потенциометр П позволяет изменять потенциал на сетке. Электронный осциллограф С1-1 (возможно применение осциллографа другой марки) предназначен для наблюдения вольтамперной характеристики тиратрона на экране. На вертикально отклоняющие пластины осциллографа подается напряжение с сопротивления R_a ,пропорциональное анодному току тиратрона. На горизонтально отклоняющие пластины осциллографа подается напряжение горизонтальной развертки. При синхронности напряжения развертки и напряжения, снимаемого с сопротивления R_a , на экране осциллографа наблюдается неподвижное изображение вольтамперной характеристики с одним или несколькими максимумами. Число максимумов и минимумов на этой кривой зависит от величины переменного напряжения, подаваемого на сетку лампы. Если амплитудное значение напряжения равно первому потенциалу возбуждения, электроны испытывают одно неупругое соударение, чему соответствует появление первого максимума на ВАХ. Если напряжение на сетке соответствует удвоенному значению первого потенциала возбуждения, на кривой появляется второй максимум. Одновременно с этим в лампе наблюдается резонансное свечение, связанное с переходом атомов ксенона из первого возбужденного состояния в основное.