ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΤΟΜΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ. Άσκηση 3: Πείραμα Franck-Hertz. Μέτρηση της ενέργειας διέγερσης ενός ατόμου.

Σχετικά έγγραφα
ΠΕΙΡΑΜΑ FRANK-HERTZ ΜΕΤΡΗΣΗ ΤΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΔΙΕΓΕΡΣΗΣ ΕΝΟΣ ΑΤΟΜΟΥ

ΜΕΤΡΗΣΗ ΤΗΣ ΣΤΑΘΕΡΑΣ ΤΟΥ PLANCK

ΠΡΟΤΥΠΟ ΛΥΚΕΙΟ ΕΥΑΓΓΕΛΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗΣ ΣΜΥΡΝΗΣ

ΟΡΟΣΗΜΟ ΘΕΜΑ Δ. Δίνονται: η ταχύτητα του φωτός στο κενό c 0 = 3 10, η σταθερά του Planck J s και για το φορτίο του ηλεκτρονίου 1,6 10 C.

Ακτίνες Χ. Θέμα Δ. Για διευκόλυνση στους υπολογισμούς σας να θεωρήσετε ότι: hc J m

Περι - Φυσικής. ιαγώνισµα Β Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κυριακή 5 Απρίλη 2015 Φως - Ατοµικά Φαινόµενα - Ακτίνες Χ. Θέµα Α. Ενδεικτικές Λύσεις

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΤΟΜΙΚΗΣ ΜΟΡΙΑΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ. Άσκηση 4: Μέτρηση το λόγου e/m του ηλεκτρονίου

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. 1.

και προσπίπτει σε ακίνητο άτομο υδρογόνου που αρχικά βρίσκεται στη θεμελιώδη κατάσταση.

γ ρ α π τ ή ε ξ έ τ α σ η σ τ ο μ ά θ η μ α Φ Υ Σ Ι Κ Η Γ Ε Ν Ι Κ Η Σ Π Α Ι Δ Ε Ι Α Σ B Λ Υ Κ Ε Ι Ο Υ

είναι τα μήκη κύματος του φωτός αυτού στα δύο υλικά αντίστοιχα, τότε: γ. 1 Β) Να δικαιολογήσετε την επιλογή σας.

Α1. Πράσινο και κίτρινο φως προσπίπτουν ταυτόχρονα και µε την ίδια γωνία πρόσπτωσης σε γυάλινο πρίσµα. Ποιά από τις ακόλουθες προτάσεις είναι σωστή:

ΓΛ/Μ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΟΡΟΣΗΜΟ. Τεύχος 3ο: Φυσική Γενικής Παιδείας: Ατομικά Φαινόμενα

Ακτίνες επιτρεπόμενων τροχιών (2.6)

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΘΕΡΙΝΑ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 10/11/2013

Η ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ ΤΟΥ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΤΡΙΤΗ 22 MAIΟΥ 2007 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΓΕΝ. ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΑΤΟΜΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΜΑ 1 ο.

Πρόοδος µαθήµατος «οµικής και Χηµικής Ανάλυσης Υλικών» Χρόνος εξέτασης: 3 ώρες

ΦΑΣΜΑ ΕΚΠΟΜΠΗΣ ΛΑΜΠΤΗΡΑ ΠΥΡΑΚΤΩΣΕΩΣ

: Γ ΛΥΚΕΙΟΥ. : Φυσική γενικής παιδείας. Εξεταστέα Ύλη : : ΝΙΚΟΛΟΠΟΥΛΟΣ ΧΡΗΣΤΟΣ. Ημερομηνία : ΘΕΜΑ 1 Ο

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ 2007 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ιαγώνισµα Β Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κυριακή 5 Απρίλη 2015 Φως - Ατοµικά Φαινόµενα - Ακτίνες Χ

Α2. Στο πρότυπο του Bohr, ο λόγος της κινητικής προς τη δυναμική ενέργεια του ηλεκτρονίου του ατόμου του υδρογόνου είναι ίσος με: α. β. γ. δ.

ΣΚΟΠΟΣ ΤΟΥ ΠΕΙΡΑΜΑΤΟΣ: Μελέτη του φωτοηλεκτρικού φαινομένου, προσδιορισμός της σταθεράς του Planck, λειτουργία και χαρακτηριστικά φωτολυχνίας

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΤΟΜΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ: ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ/Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΘΕΡΙΝΑ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ:

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΡΙΤΗ 3 ΙΟΥΛΙΟΥ 2001 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ : ΦΥΣΙΚΗ

Α2. Στο πρότυπο του Bohr, ο λόγος της κινητικής προς τη δυναμική ενέργεια του ηλεκτρονίου του ατόμου του υδρογόνου είναι ίσος με: α. β. γ. δ.

Το φως διαδίδεται σε όλα τα οπτικά υλικά μέσα με ταχύτητα περίπου 3x10 8 m/s.

ΠΡΟΤΥΠΟ ΛΥΚΕΙΟ ΕΥΑΓΓΕΛΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗΣ ΣΜΥΡΝΗΣ

Γ ΤΑΞΗ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΙ ΕΠΑΛ (ΟΜΑΔΑ Β )

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ

ΑΤΟΜΙΚΑ ΠΡΟΤΥΠΑ. Θέμα Δ

Τα Β θέματα της τράπεζας θεμάτων

ΘΕΜΑ Β Β.1 Α) Μονάδες 4 Μονάδες 8 Β.2 Α) Μονάδες 4 Μονάδες 9

2015 ii. iii. 8 ii. iii. 9

Α.3. Δίνονται οι πυρήνες Α, Β, Γ με τις αντίστοιχες ενέργειες σύνδεσης ανά νουκλεόνιο.

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΤΑΞΗΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ 2003

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝ. ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ

7p 6d 5f 7s 6p 5d 4f. 6s 5p 4d 5s 4p 3d. 4s 3p 3s 2p. 2s 1s 1. ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑΚΗ ΔΟΜΗ ΠΟΛΥΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑΚΩΝ ΑΤΟΜΩΝ 74W

Εργαστηριακή Άσκηση 14 Μέτρηση του λόγου e/m του ηλεκτρονίου.

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΘΕΡΙΝΑ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 16/11/2014 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: ΑΡΧΩΝ ΜΑΡΚΟΣ ΘΕΜΑ Α

Γ ΚΥΚΛΟΣ ΣΥΓΧΡΟΝΩΝ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΤΙΚΩΝ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΩΝ Προτεινόμενα Θέματα Γ ΓΕΛ Φεβρουάριος Φυσική ΘΕΜΑ Α

Λυχνία Κλύστρον Ανακλάσεως

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. Επιµέλεια: Οµάδα Φυσικών της Ώθησης

ΜΕΛΕΤΗ ΦΑΣΜΑΤΩΝ ΕΚΠΟΜΠΗΣ ΚΑΙ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ

ΦΩΤΟΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ

Λύση 10) Λύση 11) Λύση

ΘΕΜΑ 1 ο. Μονάδες Σε µια εξώθερµη πυρηνική αντίδραση:

ΠΡΟΤΥΠΟ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΕΥΑΓΓΕΛΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗΣ ΣΜΥΡΝΗΣ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΤΟΜΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ. Άσκηση 6: Περίθλαση ηλεκτρονίων

ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 5 ΣΕΛΙΔΕΣ

Γ' ΤΑΞΗ ΓΕΝ.ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΦΥΣΙΚΗ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΕΝΩΣΗ ΚΥΠΡΙΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ

ΠΕΡΙΘΛΑΣΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΩΝ

ΑΤΟΜΙΚΑ ΠΡΟΤΥΠΑ. Θέμα B

ΑΡΧΗ 2ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΤΑΞΗ

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ-ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

Γ ΤΑΞΗ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΙ ΕΠΑΛ (ΟΜΑΔΑ Β )

ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 5 ΣΕΛΙΔΕΣ

ΠΡΟΤΥΠΟ ΛΥΚΕΙΟ ΕΥΑΓΓΕΛΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗΣ ΣΜΥΡΝΗΣ

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΘΕΡΙΝΑ - ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 16/11/2014 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: ΑΡΧΩΝ ΜΑΡΚΟΣ ΘΕΜΑ Α

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Δ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ

ΕΝΩΣΗ ΚΥΠΡΙΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ

ΑΣΚΗΣΗ 11. Προσδιορισμός του πηλίκου του φορτίου προς τη μάζα ενός ηλεκτρονίου

ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 5 ΣΕΛΙΔΕΣ

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2013

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ

Ακτίνες Χ (Roentgen) Κ.-Α. Θ. Θωμά

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ

Θέµατα Φυσικής Γενικής Παιδείας Γ Λυκείου 2000

ΑΣΚΗΣΗ 7. Θερµοϊονικό φαινόµενο - ίοδος λυχνία

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ 2011

ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗ ΓΡΑΜΜΙΚΩΝ ΦΑΣΜΑΤΩΝ ΕΚΠΟΜΠΗΣ ΑΕΡΙΩΝ

3. Ο Rutherford κατά το βοµβαρδισµό λεπτού φύλλου χρυσού µε σωµάτια α παρατήρησε ότι: α. κανένα σωµάτιο α δεν εκτρέπεται από την πορεία του

ΕΝΩΣΗ ΚΥΠΡΙΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ

ΑΤΟΜΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ. Συγγραφή Επιμέλεια: Παναγιώτης Φ. Μοίρας. ΣΟΛΩΜΟΥ 29 - ΑΘΗΝΑ

Θέµατα Φυσικής Γενικής Παιδείας Γ Λυκείου 2000

ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 5 ΣΕΛΙΔΕΣ

Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΦΥΣΙΚΗ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ÎÕÓÔÑÁ

ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 5 ΣΕΛΙ ΕΣ

ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΕΥΤΕΡΑ 18 MAΪΟΥ 2009 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ: ΕΞΙ (6)

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ Α

ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΙ ΕΠΑΛ (ΟΜΑΛΑ Β) ΔΕΥΤΕΡΑ 20 ΜΑΙΟΥ 2013 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

Μονάδες Το γραμμικό φάσμα του ατόμου του υδρογόνου ερμηνεύεται με

ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 5 ΣΕΛΙ ΕΣ

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ Ηµεροµηνία: Κυριακή 1 Απριλίου 2012 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΕΝΩΣΗ ΚΥΠΡΙΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ

Niels Bohr ( ) ΘΕΜΑ Α

ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΑΒΒΑΤΟ 14 MAΪΟΥ 2011 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΕΞΙ

Τηλ: Ανδρέου Δημητρίου 81 & Ακριτών 26 -ΚΑΛΟΓΡΕΖΑ 1

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ 29 ΜΑΙΟΥ 2004

ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΕΤΑΡΤΗ 14 ΙΟΥΝΙΟΥ 2000 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ: ΦΥΣΙΚΗ

ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΕΤΑΡΤΗ 14 ΙΟΥΝΙΟΥ 2000 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ: ΦΥΣΙΚΗ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ: ΕΞΙ (6)

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ

Transcript:

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΤΟΜΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Άσκηση 3: Πείραμα Franck-Hertz. Μέτρηση της ενέργειας διέγερσης ενός ατόμου. Επώνυμο: Όνομα: Α.Ε.Μ:

ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Σκοπός της άσκησης που πραγματοποιήθηκε είναι η μελέτη της σκέδασης ηλεκτρονίου-ατόμου και η ανάδειξη του τρόπου με τον οποίο μεταφέρεται ενέργεια στο άτομο. Επιτυγχάνουμε το σκοπό μας πραγματοποιώντας το πείραμα Franck-Hertz. Το πείραμα αυτό πρόκειται για ένα πείραμα σκέδασης ηλεκτρονίων-ατόμων, με σκοπό να μελετηθούν οι συνθήκες που απαιτούνται για την μεταφορά κινητικής ενέργειας των ηλεκτρονίων στα άτομα. Η σκέδαση μπορεί να είναι ελαστική(η εσωτερική ενέργεια του ατόμου παραμένει αμετάβλητη) ή μη ελαστική(η εσωτερική ενέργεια του ατόμου αυξάνεται σε βάρος της κινητικής ενέργειας του ηλεκτρονίου). Το αν θα συμβεί ελαστική ή μη ελαστική σκέδαση εξαρτάται από την ενέργεια των ηλεκτρονίων. Κατά την ελαστική σκέδαση ενός ηλεκτρονίου με ένα άτομο σε ηρεμία, το άτομο ανακρούεται ελεφρά επειδή έχει πολύ μεγαλύτερη μάζα από το ηλεκτρόνιο και παίρνει ένα αμελητέο μέρος της κινητικής ενέργειας του ηλεκτρονίου. Έτσι, αν ένα ηλεκτρόνιο βγαίνει από μια σύγκρουση με σημαντική απώλεια της ενέργειας του, τότε η σύγκρουση πρέπει να είναι μη ελαστική και η επιπλέον ενέργεια πρεπέι να έχει απορροφηθεί από το άτομο. Κατά την μη ελαστική σκέδαση, η απορροφώμενη από το άτομο ενέργεια μπορεί να μετρηθεί και να συγκριθεί με την ενέργεια δίεγερσης(ή αποδιέγερσης) των ατόμων, όπως αυτή προκύπτει από τις μετρήσεις της φασματοσκοπίας. Παίρνοτας τιμές για την τάση επιτάχυνσης των ηλεκτρονίων, καθώς και για την ένταση του ρεύματος, μπορούμε να βρούμε την ενέργεια διέγερσης των ατμών του υδραργύρου, καθώς και το μήκος κύματος της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας κατά την αποδιέγερση των ατόμων.

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Η πειραματική διάταξη που χρησιμοποιήθηκε στην άσκηση αυτή αποτελείται απο μια τέτροδο λυχνία(σχήμα Ι), η οποία περιέχει υδράργυρο σε ικανοποιητική πίεση, με αποτέλεσμα τα ηλεκτρόνια να υφίστανται πολλές σκεδάσεις κατά τη διαδρομή τους από την κάθοδο στην άνοδο. Επίσης περιλαμβάνει τροφοδοτικά για την θέρμανση της καθόδου, την επιτάχυνση των ηλεκτρονίων και την ενεργειακή του διευκρίνιση, βολτόμετρα για την μέτρηση των τάσεων και ένα ηλεκτρόμετρο για την μέτρηση του ανοδικού ρέυματος. Σχήμα Ι: Σχηματικό διάγραμμα της συσκευής για την μελέτη του πειράματος Franck-Hertz. Η διαφορά δυναμικού μεταξύ της καθόδου και του πρώτου πλέγματος, V 1, χρησιμεύει για την αραίωση του νέφους των ηλεκτρονίων γύρω από την κάθοδο για να μην παρατηρείται αυτοτελής εκκένωση. Τα ηλεκτρόνια επιταχύνονται στον χώρο μεταξύ δυο πλεγμάτων με την διαφορά δυναμικου V 2, όπου και συγκρούονται με τα άτομα του υδραργύρου. Με την διαφορά δυναμικού μεταξύ του δεύτερου πλέγματος και της ανόδου, V 3, επιλέγουμε να μετρήσουμε μόνο τα ηλεκτρόνια που έχουν ενέργεια μεγαλύτερη από ev 3.

Αρχικά ρυθμίζουμε τη θερμοκρασία του φούρνου στους 173 C. Στη συνέχεια ρυθμίζουμε την τάση V 3 =2V και με τη βοήθεια του παλμογράφου την τάση V 1 =3,5 ώστε να έχουμε το μεγαλύτερο δυνατό ρεύμα χωρίς να παρατηρούνται φαινόμενα κόρου. Παίρνουμε ζεύγη τιμών τάσης επιτάχυνσης( V 2 )-ανοδικό ρεύμα(ι), μεταβάλλοντας την τάση επιτάχυνσης κατά μικρά βήματα και καταγράφουμε τα αποτελέσματα μας στον παρακάτω πίνακα: Πίνακας Ι: Μετρήσεις για θερμοκρασία 173 C. V 2 (V ) I(nA) 0 0 8 0.18 16 0.09 24 0.75 0.5 0 8.5 0.27 16.5 0.12 24.5 0.68 1 0.01 9 0.3 17 0.2 25 0.48 1.5 0.02 9.5 0.15 17.5 0.29 25.5 0.44 2 0.02 10 0.07 18 0.49 26 0.26 2.5 0.03 10.5 0.05 18.5 0.57 26.5 0.27 3 0.05 11 0.05 19 0.6 27 0.32 3.5 0.08 11.5 0.09 19.5 0.47 27.5 0.44 4 0.1 12 0.15 20 0.29 28 0.59 4.5 0.07 12.5 0.22 20.5 0.15 28.5 0.77 5 0.04 13 0.33 21 0.14 29 0.84 5.5 0.03 13.5 0.46 21.5 0.19 29.5 0.8 6 0.03 14 0.48 22 0.24 30 0.68 6.5 0.04 14.5 0.28 22.5 0.39 30.5 0.51 7 0.07 15 0.15 23 0.55 31 0.47 7.5 0.11 15.5 0.08 23.5 0.68 Το αντίστοιχο διάγραμμα τάσης επιτάχυνσης-ανοδικού ρεύματος είναι το εξής:

0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 0 5 10 15 20 25 30 35 Διάγραμμα Ι: Τάση επιτάχυνσης-ανοδικό ρεύμα(θερμοκρασία 173 C.) Στη συνέχεια μειώνουμε τη θερμοκρασία του φούρνου στους 170 C ενώ διατηρούμε τις τάσεις V 3,V 1 στις ίδιες τιμές. Εργαζόματε ακριβώς με τον ίδιο τρόπο και καταγράφουμε τα αποτελέσματα στον παρακάτω πίνακα: Πίνακας ΙΙ: Μετρήσεις για θερμοκρασία 170 C. V 2 (V ) I(nA) 0 0 8 0.22 16 0.09 24 0.93 0.5 0.01 8.5 0.31 16.5 0.14 24.5 0.87 1 0.01 9 0.34 17 0.21 25 0.63 1.5 0.02 9.5 0.22 17.5 0.35 25.5 0.44 2 0.02 10 0.09 18 0.49 26 0.36 2.5 0.03 10.5 0.05 18.5 0.67 26.5 0.36 3 0.04 11 0.05 19 0.74 27 0.42 3.5 0.08 11.5 0.09 19.5 0.6 27.5 0.55 4 0.1 12 0.17 20 0.34 28 0.71 4.5 0.06 12.5 0.25 20.5 0.24 28.5 0.9 5 0.04 13 0.36 21 0.18 29 1.05 5.5 0.03 13.5 0.48 21.5 0.21 29.5 1.05 6 0.03 14 0.54 22 0.3 30 0.88 6.5 0.05 14.5 0.35 22.5 0.46 30.5 0.75 7 0.08 15 0.18 23 0.7 31 0.65 7.5 0.12 15.5 0.11 23.5 0.87

Το αντίστοιχο διάγραμμα τάσης επιτάχυνσης-ανοδικού ρεύματος είναι το εξής: 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0 5 10 15 20 25 30 35 Διάγραμμα ΙΙ: Τάση επιτάχυνσης-ανοδικό ρεύμα(θερμοκρασία 170 C.) Παρατηρούμε ότι οι καμπύλες μοιάζουν αρκετά μεταξύ τους. Η ερμηνεία τους είναι η εξής: Τα ηλεκτρόνια κερδίζουν ενέργεια μεταξύ των συγκρούσεων με τα άτομα του υδραργύρου, μέρος της οποίας χάνουν κατά την σύγκρουσή τους με αυτά. Όταν η τάση επιτάχυνσης είναι χαμηλή, η ενέργεια που μπορούν να κερδίσουν τα ηλεκτρόνια είναι μικρή και οι συγκρούσεις με τα άτομα του υδραργύρου είναι ελαστικές. Τα ηλεκτρόνια κατά την σκέδαση δεν χάνουν σημαντική ενέργεια, απλώς αλλάζει η διεύθυνση της κίνησης τους. Όσα από αυτά καταφέρουν να φτάσουν στο δεύτερο πλέγμα με ενέργεια μεγαλύτερη από ev 3 συλλέγονται από την άνοδο και συνεισφέρουν στο ανοδικό ρεύμα. Με την αύξηση της τάσης επιτάχυνσης το ανοδικό ρεύμα αυξάνεται γιατί όλο και περισσότερα ηλεκτρόνια καταφέρουν να φτάσουν στο πλέγμα με ενέργεια μεγαλύτερη από ev 3. Όταν η ενέργεια που κερδίζουν τα ηλεκτρόνια φτάσει την ενέργεια της πρώτης διεγερμένης στάθμης του υδραργύρου, κάποια από τα ηλεκτρόνια υφίστανται μη ελαστικές κρούσεις με άτομα του αερίου, στα οποία προσφέρουν την απαραίτητη ενέργεια για να διεγερθούν. Το αποτέλεσμα της μη ελαστικής σκέδασης είναι τα ηλεκτρόνια να χάσουν ενέργεια ίση με την ενέργεια διέγερσης των ατόμων του υδραργύρου, με αποτέλεσμα, όταν φτάσουν στο δεύτερο πλέγμα να έχουν ενέργεια μικρότερη από ev 3. Έτσι, ο αριθμός των ηλεκτρονίων που φτάνουν στην άνοδο μειώνεται, με αποτέλεσμα την μείωση του ανοδικού ρεύματος. Αν αυξήσουμε την τάση επιτάχυνσης, τα ηλεκτρόνια που υπέστησαν μη ελαστική σκέδαση κερδίζουν κάποια ενέργεια και καταφέρνουν να φτάσουν στην άνοδο, με αποτέλεσμα την εκ νέου αύξηση του ρεύματος. Καθώς αυξάνουμε

και άλλο την τάση επιτάχυνσης, τα ηλεκτρόνια αποκτούν πάλι ικανή ενέργεια ώστε να σκεδαστούν μη ελαστικά με τα άτομα του αερίου κ.ο.κ. Μερικά φαινόμενα που παρατηρούνται, χωρίς ωστόσο να επηρεάζουν τα βασικά χαρακτηριστικά του πειράματος, είναι: 1. Οι μεταβάσεις από τα μέγιστα στα ελάχιστα της καμπύλης δεν είναι απότομες. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα ηλεκτρόνια μέσα στη λυχνία δεν έχουν όλα την ίδια ενέργεια, με αποτέλεσμα κάποια από αυτά να σκεδάζονται μη ελαστικά σε μικρότερες τιμές της τάσης V 2 και άλλα σε μεγαλύτερες τιμές της V 2. 2. Τα μέγιστα και τα ελάχιστα του ρεύματος φαίνεται να επικάθονται σε μια συνεχώς αύξουσα καμπύλη. Αυτό οφείλεται στην γενική αύξηση του αριθμού των ηλεκτρονίων που συλλέγονται στην άνοδο καθώς αυξάμεται η διαφορά δυναμικού της επιτάχυνσης. Αρχικό ελάχιστο(v) Με βάση τις παραπάνω καμπύλες μπορούμε να υπολογίσουμε τις αποστάσεις των διαδοχικών ελαχίστων του ανοδικού ρεύματος. Καταγράφουμε τις τιμές των ελαχίστων στον παρακάτω πίνακα, καθώς και το σφάλμα που υπεισέρχεται σε κάθε τιμή(είναι 0,5Volts, καθώς το βολτόμετρο δεν μπορεί να δώσει ακρίβεια μεγαλύτερη του πρώτου δεκαδικού ψηφίου). Τελικό ελάχιστο(v) Πίνακας ΙΙΙ: Απόσταση ελαχίστων. θ=173 C Απόσταση ελαχίστων( V) Σφάλμα(V) Αρχικό ελάχιστο(v) Τελικό ελάχιστο(v) θ=170 C Απόσταση ελαχίστων( V) Σφάλμα(V) 6 10.5 4.5 0.5 6 10.5 4.5 0.5 10.5 15.5 5 0.5 10.5 16 5 0.5 15.5 21 5.5 0.5 16 21 5 0.5 21 26 5 0.5 21 26.5 5.5 0.05 Έχοντας όλες τις αποστάσεις των διαδοχικών ελαχίστων, και από τις δύο καμπύλες, μπορούμε να υπολογίσουμε το μέσο όρο αυτών των τιμών. Ο μέσος όρος επομένως ισούται:

σ V = V 8 = 40 8 =5V Το αντίστοιχο σφάλμα που υπεισέρχεται στην απόσταση των διαδοχικών ελαχίστων υπολογίζεται από τον εξής τύπο: σ σφάλμα = 1 8 σ V 0,5 2 =0,139 Volts Επομένως η τιμή που προκύπτει για την ενέργεια διέγερσης των ατόμων του υδραργύρου από το πείραμα μας είναι η εξής: 5±0,139 V Στη συνέχεια θέλουμε να υπολογίσουμε το μήκος κύματος της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας κατά την αποδιέγερση των ατόμων. Θα χρησιμοποιήσουμε την παρακάτω σχέση: c=λ ν Σχέση Ι όπου c η ταχύτητα του φωτός στο κενό, λ το μήκος κύματος και ν η συχνότητα της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας. Αρχικά πρέπει να υπολογίσουμε τη συχνότητα της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας: ΔΕ=h v v= ΔΕ h = 5 4,136 10 15 =1,2 1015 Hz όπου h=4,136 10 15 (σταθερά του Planck). Άρα από τη σχέση Ι υπολογίζουμε το μήκος κύματος της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας: c=λ ν λ= c v = 3 108 1,2 10 15=2,5 10 7 =250nm

ΣΧΟΛΙΑ-ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Τα ηλεκτρόνια που έχουν μικρή κινητική ενέργεια(της τάξεως των λίγων ev) κάνουν μόνο ελαστικές κρούσεις με τα άτομα του υδραργύρου. Καθώς αυξάνουμε την ενέργεια των ηλεκτρονίων, παρατηρούμε ότι οι κρούσεις είναι ελαστικές μέχρι μια συγκεκριμένη τιμή, η οποία είναι χαρακτηριστική για το άτομο του υδραργύρου. Όταν η ενέργεια ξεπεράσει αυτό το όριο, τότε πολλά ηλεκτρόνια είναι σε θέση να βγουν από το θάλαμο έχοντας χάσει φυσικά ένα ποσό ενέργειας εξαιτίας της κρούσης(μεταφέρθηκε δηλαδή ενέργεια στα άτομα του υδραργύρου).