МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ИЯТШ
|
(наименование отделения / школы)
|
Прикладная математика и информатика
|
(направление / специальность)
|
ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ
ОПЫТ ФРАНКА И ГЕРЦА
|
(номер / название лабораторной работы)
|
Дисциплина:
|
Физика 3.2
|
|
(наименование дисциплины)
|
Студент:
|
0В11
|
Гусев Н.В
|
|
|
(номер группы)
|
(фамилия, инициалы)
|
(дата сдачи)
|
Руководитель:
|
|
Коротченко К.Б
|
|
|
(фамилия, инициалы)
|
|
Цель работы
Приборы и принадлежности
Трубка Франка-Герца, заполненная ртутью; нагревательная камера (230 В переменного тока); блок питания (230 В переменного тока); одноканальный цифровой термометр; никель-хром – никелевый погружной датчик с диапазоном измерения от – 65 °C до 550 °C; аналоговый осциллограф (2 x 35 МГц); универсальный цифровой измерительный прибор; система регистрации анодного тока,.
|
|
Теоретические сведения
(необходимо пояснить все величины, входящие в формулы)
Дайте определение критического потенциала.
|
Разность потенциалов между катодом и анодом, при которой электроны разрядного тока приобретают энергию, достаточную для возбуждения какого-либо атомного или молекулярного процесса в разрядном промежутке. Возникновение подобных процессов проявляется в нарушении плавного хода вольтамперной характеристики.
|
Основное состояние атома.
|
Стационарное квантовое состояние с наименьшей внутренней энергией.
|
Возбужденное состояние атома.
|
Неустойчивое состояние атома с энергией, превышающей энергию основного (нулевого) состояния.
|
Потенциал ионизации для ртути.
|
Мера энергии ионизации, которая равна работе вырывания электрона из атома или молекулы и характеризует прочность связи электрона в атоме или молекуле. Потенциал ионизации принято выражать в вольтах.
10,4 В
|
Экспериментальные данные
Таблица
№
|
Uc, В
|
U (Ia)
|
1
|
65,09
|
9,04
|
2
|
60,6
|
9,13
|
3
|
54,3
|
9,27
|
4
|
44,8
|
10,28
|
5
|
20
|
10,67
|
6
|
15,6
|
10,76
|
7
|
6,97
|
11,11
|
8
|
9,1
|
11,53
|
9
|
14,92
|
11,94
|
10
|
35
|
12,21
|
11
|
43,86
|
12,3
|
12
|
65,58
|
12,53
|
13
|
73,34
|
12,65
|
14
|
84,19
|
12,86
|
15
|
98,418
|
13,1
|
16
|
104,74
|
13,18
|
17
|
113,63
|
13,33
|
18
|
123,17
|
13,81
|
19
|
148,63
|
14,31
|
20
|
154,15
|
14,49
|
21
|
126,26
|
14,82
|
22
|
92,9
|
15,05
|
23
|
45,76
|
15,82
|
24
|
40,1
|
16,3
|
25
|
48,68
|
16,36
|
26
|
63
|
16,65
|
27
|
81,12
|
16,86
|
28
|
94,26
|
17,04
|
29
|
101,54
|
17,19
|
30
|
140,38
|
17,63
|
31
|
164,1
|
17,78
|
32
|
203,15
|
18,07
|
33
|
217,71
|
18,34
|
34
|
260,16
|
19,64
|
35
|
199,91
|
20,18
|
36
|
173,12
|
20,56
|
37
|
349,4
|
22,61
|
38
|
452,55
|
23,17
|
39
|
510,64
|
23,67
|
40
|
621,07
|
24,8
|
41
|
650,46
|
25,84
|
42
|
605,89
|
26,4
|
43
|
523,52
|
27,2
|
44
|
617,68
|
27,76
|
45
|
711,22
|
28,24
|
46
|
814,94
|
28,6
|
47
|
1011,6
|
29,07
|
48
|
1080
|
29,57
|
49
|
1168,4
|
30,37
|
50
|
1110
|
31,44
|
Обработка результатов измерений
По данным таблицы постройте график U(Ia)=f(Uс).
|
|
Из графика определите первый потенциал возбуждения ΔU атомов ртути и усредните его значения.
|
ΔU =
|
5,15 В, ср. 4,8
|
Объясните, почему не наблюдается глазом свечение лампы.
|
Мы не видим света, так как он является ультрафиолетовым
|
Вывод
Мы ознакомились с опытом Франка и Герца, а также определили критический потенциал атома ртути ( 4,8 В). При данном потенциале наблюдается падение тока, так как атомы ртути возбуждаются и происходит неупругий удар, вследствие чего электроны передают энергию ртути. Из графика видим, что это происходит с одинаковой периодичностью, так как неупругий удар возникает только при возбуждении атома ртути.
|
|
Скачать 147.5 Kb.