- •Експериментальна частина
- •Хід виконання роботи
- •Обробка результатів вимірювання
- •Опис експериментальної установки.
- •Хід виконання роботи
- •Обробка результатів вимірювання
- •Контрольні питання
- •Опис роботи лабораторної установки
- •Хід виконання роботи
- •Обробка результатів вимірювання
- •Контрольні питання
- •Хід виконання роботи
- •Завдання 1
- •Вимірювання
- •Обробка результатів вимірювання
- •Завдання 2
- •Вимірювання
- •Обробка результатів вимірювання
- •Завдання 3
- •Контрольні питання
- •Градуювання шкали спектрометра по лінійчатому спектру неона й вивчення спектра атома водню Мета роботи
- •Прилади та обладнання
- •Коротка теорія
- •Опис експериментальної установки
- •Хід виконання роботи
- •Обробка результатів вимірювання
- •Контрольні питання
- •Додаток § 7. Теплове випромінювання та його рівноважність
- •§ 8. Закони теплового випромінювання
- •2. Закон Cтефана - Больцмана.
- •§ 9. Оптична пірометрія
- •§ 10. Явище фотоефекта.
- •§ 11. Розрахунок воднеподібних атомів
- •1. Квантовий розрахунок воднеподібних атомів.
- •2. Розрахунок воднеподібних атомів за Бором.
Опис роботи лабораторної установки
Д ля 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 невеликого 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 в имірів 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 погрішності результату виміру довжини хвилі.
6. Проаналізуйте одержані результати і висновки запишіть до протоколу.