Франк-Герц тәжірибелері

Бор постулаттарының дұрыс екендігін неміс физиктері Джеймс Франк (1882-1964)және Густав Герц (1887-1975)жасаған тәжірибелері (1913 ж) айқын көрсетті. Олар тежегін потенциал әдісімен электрондардың газ атомдарымен соқтығысуын зерттеу арқылы атомның энергия мәндері дискретті болатындығын тәжірибе жүзінде дәлелдеді.

Тәжірибенің идеясы мынадай. Электронның атоммен серпімсіз соқтығысуы кезінде электроннан атомға энергия бөлінеді. Егер атомның ішкі энергиясы үздісіз өзгеретін болса, онда атомға энергияның кез келген мөлшері берілуі мүмкін. Егер атом күйлері дискретті болса, онда оның ішкі энергиясы электронмен соқтығысқан кезде де дискретті өзгеруі атомның стационарлық күйлердегі ішкі энергиясының айырымына тең мәндерге өзгеруі тиіс.

Демек серпісіз соқтығысқанда электрон атомға белгілі энергия мөлшерін ғана бере алады. Бұларды өлшеп, атомның стационарлық күйлерінің энергиялары мәндерін анықтауға болады.

Осыны экспериментте 2.1-суретте схемасы келтірілген қондырғының көмегімен тексеру алға қойылды. Қысымы шамамен 13 Па болатын сынап буымен толтырылған разрядтық түтікте үш электрод бар: К- катод, С- тор, А- анод. Термоэлектрондық эмиссия салдарынан қыздырылған катод пен тор арасындағы U потенциалдар айырымымен үдетіледі. U шамасын бір сыдырғы өзгертуге болады. Тор мен анод аралығында ≈ 0,5 В болатын әлсіз тежеуіш өріс беріледі.

Сонымен егер қандай да бір электрон тордан 0,5В- тан кем энергиямен өтетін болса, онда ол анодқа жете алмайды. Тордан өткен кезде энергиясы 0,5 В- тан артық электрондар ғана анодқа жетіп өлшеуге келетін І анодтық тоқты құрайтын болады.

Тәжірибеде І анодтық тоқтың U үдеткіш кернеуден І (U) тәуелділігі зерттенлген. Алынған нәтижелер 2.2-суретте келтірілген. Максимумдар Е₁ =4,9 эВ, Е₂ = 2 эВ,Е₁ және т.т энергия мәндеріне сәйкес келеді.

І (U) тәуелділігінің осындай түрі атомдардың шынында да 4,9 эВ- қа тең, тек дискретті энергия мөлшерін жұта алатындығымен түсіндіріледі.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: