
- •Лабораторна робота n 51 Вивчення молекулярноi pефракцiї.
- •Теоретичні відомості.
- •Порядок виконання роботи.
- •Обробка результатів вимірювань.
- •Хід виконання поботи
- •Методика обробки результатів вимірювання
- •Експериментальна частина
- •Хід виконання роботи
- •7. При досягненні температури 1400 °с необхідно ввести димчастий світлофільтр і користуватися нижньою шкалою пірометра.
- •Обробка результатів вимірювання
- •Контрольні питання
- •Опис експериментальної установки.
- •Хід виконання роботи
- •Обробка результатів вимірювання
- •Опис роботи лабораторної установки
- •Хід виконання роботи
- •Обробка результатів вимірювання
- •Контрольні питання
Опис роботи лабораторної установки
Для
визначення потенціалу збудження та
іонізації використовується установка,
схема якої показана на малюнку. Як
основний елемент, у якому здійснюється
ударне збудження й іонізація атомів
газу, використовується тиратрон-тріод
із катодом накалювання, наповнений
аргоном. Катод служить джерелом
термоелектронів. Анод лампи виготовлено
як світлочутливий фотоелемент із
зовнішнім фотоефектом. Між
катодом і сіткою
створюється прискорююче
поле.
Прискорююча напруга
регулюється
регулятором напруги
і виміряється вольтметром. Між катодом
і анодом
тиратрона гальванічним елементом
створюється
затримуюче електричне поле.
Це
поле гальмує термоелектрони, які пройшли
через сітку і вони не долітають до анода.
Для вимірювання струму в анодному колі
тиратрона використовується чутливий
гальванометр Г. Величина струму
накалювання катода установлюється
реостатом R
і вимірюється амперметром.
Збільшення сіткової напруги призводить до збільшення кінетичної енергії термоелектрона і тоді наступають такі процеси.
1. Коли енергія
електронів недостатня для збудження
атомів інертного газу, у балоні лампи
відбуваються пружні зіткнення електронів
з атомами. Під дією прискорюючої напруги,
електрони рухаються до сітки й
міліамперметр у колі сітка-катод покаже
деяку величину струму
.
В анодному
колі струм буде відсутній.
2. Коли кінетична
енергія електронів стане достатньою
для збудження атомів інертного газу,
вони, повертаючись в основний стан,
випромінюють електромагнітні хвилі.
Випромінювання попадає на анод і викликає
фотоефект. Фотоелектрони електричним
полем джерела
спрямовуються від анода до сітки,
створюючи
анодний струм
,
величину якого фіксує гальванометр Г.
Напруга між
сіткою й катодом, при якій виникає
фотострум в анодному колі тиратрона,
дорівнює потенціалу збудження атома
газу
.
3. Коли кінетична
енергія прискорених електронів досягає
величини, обумовленої формулою (8)
відбувається іонізація газу. Електрони,
що утворилися в результаті іонізації,
рухаються до сітки тиратрона. Додатні
іони, утворені у проміжку катод-сітка,
також ідуть до катода, а іони, утворені
у проміжку сітка-анод, - до сітки. Крім
указаного, потрібно зазначити, що
іонізовані атоми є також і збудженими.
У результаті одночасно різко
зростають катодний
і анодний струми
.
Потенціал, при
якому одночасно різко зростає анодний
й сітковий струми, є потенціалом іонізації
газу
.
Хід виконання роботи
1. Не включаючи джерел струму, зібрати схему згідно малюнка.
2. Підключити джерело живлення кола накалювання катода. Прогріти лампу протягом 2-3 хв.
3. Установити на
виході випрямляча струму кола сітка-катод
напругу 25...30 В і подати її на реостат
.
4. Підключити
джерело постійної напруги
,
приєднавши його позитивний полюс до
катода.
5.
Збільшуючи за допомогою
напругу U
на сітці на 0,4 В в інтервалі О...20 В,
зафіксувати щоразу величину сіткового
струму
і анодного струму
,
тобто зняти залежність
і
.
Результати вимірів занести в таблицю
Обробка результатів вимірювання
1.
На міліметрівці побудувати графік
залежності сіткового струму від напруги
.
Практично
визначається як абсциса, що відповідає
перетинанню двох дотичних, проведених
до початкової й кінцевої частини кривої
.
2.
За графіком залежності
визначити потенціал іонізації
,
як напругу, що відповідає різкому
зростанню сіткового струму
.
Практично
визначається як абсциса, що відповідає
перетинанню двох дотичних, проведених
до початкової й кінцевої частини кривої
.
Потенціал
іонізації
може бути також визначений, як абсциса
точки на графіку
,
похідна в якій, має найбільше значення.
Для розрахунку похідної можна скористатися
програмою прикладної математики.
3.
На міліметрівці побудувати графік
залежності анодного струму від сіткової
напруги
.
4.
За графіком залежності
визначити величину потенціалу збудження
,
як напруги на сітці тиратрона, при якій
з'являється анодний струм
.
Практично
визначається як абсциса, що відповідає
перетинанню дотичної, проведеної до
кінцевої частини кривої
та осі абсцис.
5. Розрахувати частоту випромінювання збудженого атома
,
де
й
і відповідну їй довжину хвилі
.
-
Обчислити довірчу границю похибки результату виміру довжини хвилі.
-
Проаналізуйте одержані результати і висновки запишіть до протоколу.