Физическая лаборатория - Портис А.
Скачать (прямая ссылка):
Интересные исследования Герке и Зелигера [5] и фон Хольма [6] показали, что при больших скоростях электронов явление становится более сложным.
соответствующую 4,9 в, последующее столкновение приводит к полной потери энергии. Приращение энергии на оставшемся пути электрона слишком мало, чтобы он снова мог достичь критической энергии.
270
Так, например, при 10 е первые авторы наблюдали появление видимого света. Представляет большой интерес распространить эти исследования на область ультрафиолета. Далее, необходимо исследовать пары других металлов и благородные газы, чтобы выяснить, можно ли и для них найти соответствие между длиной волны излучения и энергией электронов, испытывающих неупругие столкновения с соответствующими молекулами. По-видимому, эти исследования лучше всего провести с парами щелочных металлов.
Выводы. Исследования процесса столкновения электронов с атомами ртути, выполненные в обеих наших работах, позволяют сделать следующие выводы:
1. Электроны отражаются от атомов ртути без потери энергии, если их кинетическая энергия меньше величины к\, где V — частота резонансной линии.
2. Если кинетическая энергия электрона достигает значения Их, то в одном из ближайших столкновений этот квант энергии передается электрону, атома, если в спектре колебаний последнего имеется частота V.
3. Переданная энергия может вызывать ионизацию атома, а в других случаях может привести к испусканию света с частотой V.
4. Величина Л, полученная из наших опытов, равна 6,59*10-27 эрг*сек с вероятной ошибкой в 2%.
ЛИТЕРАТУРА
1.
2. 3. 4. 5.
(1912). 6
J. F r a n c k, G. Hertz, Verh. d. D. Phys. Ges. 17, 457 (1914).
R. W. Wood, Phys. Zs. 13, 353 (1912).
E. Warburg, Ann. d. Phys. (4) 40, 626 (1912).
W. W e s t p h a 1, Verh. d. D. Phys. Ges. 15, 897 (1913).
E. Gehrcke, R. Seeliger, Verh. d. D. Phys. Ges. 14, 339,
R. Holm, Phys. Zs. 15, 289 (1914).
1023
\10
/(ощшографі/
Модификация опыта Франка —- Герца *)
Опыт Франка — Герца, в котором определяется критический потенциал для ртути, описан в нескольких стандартных руководствах для студенческих лабораторий. Эти описания следуют первоначальному методу, в котором измеряется зависимость анодного тока от напряжения на сетке и строится график этой зависимости. В нашем методе вместо гальванометра в анодной цепи используется осциллограф, что позволяет получить величины критических потенциалов в течение нескольких минут. Флуктуации температуры в течение столь короткого интервала времени малы, поэтому ошибки из-за температурного
Рис. 3. Электрическая схема опыта Франка —Герца.
*) R. А. В е г n h e i m, 24 , 630 (1956).
дрейфа A. С G о s s a r d, R.
не будут появляться. V. Pound, Amer. J. Phys-
271
В опыте была использована лампа, специально сконструированная для измерений критического потенциала ртути в опытах типа опыта Франка — Герца. Лампа поддерживалась при t~\ЪO—175 °С. Электрическая схема ее включения приведена на рис. 3. На вторую сетку лампы одновременно подается переменное напряжение с частотой 60 гц и постоянное напряжение, величина которого может
варьироваться. Анодный ток наблюдается с помощью осциллографа (чувствительность которого 3 мв/см) на правильно сфазированной синусоидальной развертке с частотой в 60' гц. При изменении величины приложенного постоянного напряжения могут наблюдаться последовательные осцилляции анодного тока, возникающие в результате многократных неупругих соударений электронов с атомами ртути. Разность напряжений между последовательными максимумами с поправкой на общее увеличение тока с анодным напряжением дает первый потенциал возбуждения ртути, равный приблизительно 4,9 в.
Обычно при снятии показаний амплитуда переменного напряжения на второй сетке составляла 1—2 в. Для одновременной демонстрации последовательных максимумов и минимумов, показанных на рис. 4, а и б, это напряжение может быть увеличено. При достаточно высоких температурах удавалось наблюдать девять или десять последовательных максимумов до наступления пробоя. При проведении количественных измерений обычно исследовался отдельный максимум, представленный на рис. 4, в.
Мы сделали попытку использовать тиратрон СЬ5557/РС17. В этом случае изображение не получалось столь же четким. Однако такой тиратрон намного легче приобрести, чем описанную лампу. Он не имеет первой сетки для управления током эмиссии, поэтому в этом случае цепь сеточного смещения "не нужна.
Если обернуть лампу алюминиевой фольгой и соединить ее с экраном кабеля, подсоединенного к аноду, то наводки, наблюдаемые на осциллографе, сильно уменьшатся.
Возможности установки для проведения лабораторных опытов можно расширить, если ввести показанный на схеме переключатель, который позволяет использовать лампу для измерения потенциала ионизации ртути. Этот эффект легко наблюдается с помощью
Рис. 4. Осциллограммы процесса в зависимости от напряжения, поданного на вторую сетку: о) маленькое напряжение постоянного тока, большое переменное напряжение, б) промежуточное переменное напряжение, в) маленькое переменное напряжение-
