Физическая лаборатория - Портис А.
Скачать (прямая ссылка):
В упомянутой работе [1] было пока- Рис. 1.
зано, что большая часть столкновений,
при которых колеблющийся электрон получает энергию hv, не приводит к ионизации. В атоме, испытавшем подобное столкновение, переданной энергии hv соответствует электрон, колеблющийся с частотой v. Поэтому следует ожидать, что эти столкновения, при которых ионизации не происходит, но совершается передача энергии hx, будут приводить к испусканию света частоты v, что означает возможность наблюдения резонасного излучения. Если, например, ввести в пары ртути электроны, ускоренные разностью потенциалов 4,9 в, то мы должны ожидать испускания света, соответствующего резонансному излучению с длиной волны 2536 А. Опыты в полной мере подтвердили эти ожидания.
Прибор, с которым мы работали, показан на рис. 1. Сосуд сделан из кварца, а его дно и оба отростка наполнены ртутью. С помощью круговой газовой горелки прибор нагревается до температуры 150 °С. Источником электронов служит платиновая проволочка ?>, накаливаемая электрическим током до свечения. Против нее расположена платиновая сетка N, которая через гальванометр подключается к земле. Между платиновой проволокой н сеткой приложена разность потенциалов, ускоряющая электроны.
Сделанные на замазке соединения по возможности удалены от нагреваемой части прибора и охлаждаются водой'. Для исследования излучения паров ртути служил спектрограф для ультрафиолета, любезно предоставленный нам проф. Гольдштейном.
Из сделанных ранее опытов мы знаем, что при выбранных нами условиях давления и напряженности поля при приложенной разности потенциалов 4,9 в нет электронов, скорость которых превышала бы значение скорости **), отвечающее этой разности потенциалов.
*) Предположение, что работа ионизации равна произведению hv, было впервые высказано Штарком.
**) Это условие полностью выполняется при давлении около 1 мм рт. ст. и градиенте поля 2 efcMt как показало выполненное нами ранее измерение распределения скоростей электронов. После того, как электрон приобретает скорость,
269
Мы не можем с уверенностью утверждать, что таких электронов нет, если разность потенциалов меньше 4,9 в. Дело в том, что электроны покидают нить накаливания, обладая некоторой энергией, а при рабочей температуре нити эта энергия . может соответствовать одному вольту.
В результате экспонирования продолжительностью от часа до двух мы получили фотографии, на которых виден непрерывный спектр, простирающийся до фиолета. Эта часть спектра возникает от излучения накаливаемой нити; кроме
того, на значительном расстоянии от
фиолетового края непрерывного спектра мы видим линию 2536 А.
При этом никогда не наблюдалось появления других линий, которые присутствуют в спектре дугового разряда ртути и по интенсивности даже превосходят наблюдаемую нами резонансную линию. Отождествление линии 2536 А производилось с помощью специально сделанной для нашего спектрографа шкалы длин волн, а также непосредственным сравнением нашего спект-
ра со спектром дугового разряда ртути рис, о. на Той же фотографии.
Одна из таких фотографий показана на рис. 2. Она получена при разности потенциалов между электродами, равной 8 в. На ней ясно видна (даже на репродукции) резонансная линия 2536 А. Интенсивность испущенного света зависит от величины давления паров ртути. Это было показано в работе Вуда, посвященной рассеянию и поглощению резонансного излучения ртутных паров. Наши лучшие фотографии получены при температуре около 150 °С, когда давление паров ртути превышает 1 мм рт. ст. Меняя условия опыта, мы наблюдали за поведением линии при различных значениях ускоряющего потенциала. Если этот потенциал был меньше критического, линия никогда не возникала. Например, при 4 в линия не наблюдается, но при 6 в она отчетливо видна.
Мы показали, что передаваемая энергия действительно равна величине кх. Отсюда следует возможность определения константы /г по измеренной величине передаваемых квантов энергии. Точность этого метода определения к не уступает точности определения к по измерениям теплового излучения. Кроме измеренной разности потенциалов, ускоряющей электроны, мы должны знать величину элементарного заряда и частоту резонансного излучения. Таким образом константа к может быть определена с точностью, равной точности определения критической энергии электронов.
Из наших измерений следует, что /г=6,59'10_а7 эрг-сек с вероятной ошибкой 2%. Заметим, что значения констант в спектральном распределении излучения абсолютно черного тела, полученные в различных работах, имеют разброс, превышающий 2%. Воспользовавшись значением постоянной с2~ 1,437 см -град, полученным Варбургом 13], и значением постоянной Стефана а=5,57 *10~12 ет/см2 град* из работы Вестфаля [4], мы получим /г=6,47-10_г7 эрг-сек.
Взяв для а среднее значение новых измерений 0=5,70-10~12, мы получим Л=6,62-10-27 эрг-сек.
В пределах ошибок оба значения согласуются друг с другом и со значением, полученным нами.
Из нашей работы следует ряд вопросов, ответ на которые требует дальнейших экспериментальных исследований.
