ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА O–22. ОПЫТ ФРАНКА И ГЕРЦА ОТЧЁТ О РАБОТЕ Работу выполнил: фамилия Туралин, Лемешевский, Власов имя Кирилл, Никита, Виталий отчество Николаевич, Алексеевич, Дмитриевич группа 2Д02 Цель работы: Ознакомление с опытом Франка и Герца, определение критического потенциала атома ртути и подтверждение дискретности внутренней энергии атомов, используя идею опыта Франка и Герца. 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. 1 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА O–22. ОПЫТ ФРАНКА И ГЕРЦА 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 2 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА O–22. ОПЫТ ФРАНКА И ГЕРЦА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ Таблица № 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 Uc, В U (Ia) 65,09 60,6 54,3 44,8 20 15,6 6,97 9,1 14,92 35 43,86 65,58 73,34 84,19 98,418 104,74 113,63 123,17 148,63 154,15 126,26 92,9 45,76 40,1 48,68 63 81,12 94,26 101,54 140,38 164,1 203,15 217,71 260,16 199,91 173,12 349,4 452,55 510,64 621,07 3 9,04 9,13 9,27 10,28 10,67 10,76 11,11 11,53 11,94 12,21 12,3 12,53 12,65 12,86 13,1 13,18 13,33 13,81 14,31 14,49 14,82 15,05 15,82 16,3 16,36 16,65 16,86 17,04 17,19 17,63 17,78 18,07 18,34 19,64 20,18 20,56 22,61 23,17 23,67 24,8 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА O–22. ОПЫТ ФРАНКА И ГЕРЦА № 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 Uc, В U (Ia) 650,46 605,89 523,52 617,68 711,22 814,94 1011,6 1080 1168,4 1110 995,68 1119 1260,6 1339,1 4 25,84 26,4 27,2 27,76 28,24 28,6 29,07 29,57 30,37 31,44 32,24 33,16 33,48 33,93 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА O–22. ОПЫТ ФРАНКА И ГЕРЦА № 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 Uc, В U (Ia) ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ По данным таблицы постройте график U(Ia) = f(Uс). 5 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА O–22. ОПЫТ ФРАНКА И ГЕРЦА 6 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА O–22. ОПЫТ ФРАНКА И ГЕРЦА Из графика определите первый потенциал возбуждения ΔU атомов ртути и усредните его значения. ΔU = 5,15 В, ср. 4,8 Длина волны излучения, испускаемого атомами ртути λ = 260 нМ Объясните, почему не наблюдается глазом свечение лампы. Мы не видем 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. 7
