„Franck–Hertz-kísérlet” változatai közötti eltérés
| [nem ellenőrzött változat] | [nem ellenőrzött változat] |
Tartalom törölve Tartalom hozzáadva
Nincs szerkesztési összefoglaló |
Nincs szerkesztési összefoglaló |
||
3. sor:
==A kísérlet és az eredmények értelmezése==
A kísérlet során a légritkított gáz töltésű [[elektroncső]]ben [[elektron]]ok és [[atom]]ok ütközését hozták létre. A mérések szerint az atomok csak meghatározott energiát képesek a velük ütköző elektronoktól átvenni. Ekkor az ütközések rugalmatlanok, az atomok gerjesztődnek. Ha az ütköző elektronok energiája nem egyezik meg az atomi energiaszintek különbségével, akkor nincs energiaátvétel, az elektronok ütközései az atomokkal rugalmasnak bizonyulnak.
Franck és Hertz a kísérlet során kis nyomású higanygőzzel töltött elektroncsövet használt. A csőben az [[anód]] és a [[katód]] között egy harmadik, lyukacsos dróthálóból készült [[elektróda]] is van, amelyet rácsnak hívnak. Az ilyen elektroncső neve trióda. A katódot egy feszültségforrás segítségével izzítjuk. A magas hőmérséklet hatására elektronok szakadnak ki a katódból (ez az ún. [[termikus emisszió]]). A rácsra változtatható, a katódhoz képest pozitív [[feszültség]]et kötünk, ezt a rácsfeszültséget a műszer segítségéel mérjük. A pozitív rácsfeszültség hatására az izzókatódból kilépő elektronok felgyorsulnak. A gyorsítótérben felgyorsult elektronok legyőzik a rács és anód közötti -0,5 V feszültségű ellenteret, majd az anódra jutva az ampermérővel mérhető áramot hoznak létre.
[[Image:Franck-Hertz en.svg|thumb|350px|A Franck-Hertz-kísérlet áramerősség-feszültség karakterisztikája]]
Az anódáramot a gyorsítófeszültség (rácsfeszültség) függvényében ábrázolva a grafikonon látható jellegzetes görbét kapjuk.
*A rácsfeszültség növelésével az anódáram kezdetben nő; a rács és anód közötti térben az elektronok rugalmasan ütköznek a higanygőz atomjaival, így lényegében nem veszítve energiát (az elektronok tömege ugyanis sokkal kisebb a higanyatom tömegénél).
*A rácsfeszültség adott értékénél azonban (Hg-atomokkal végzett kísérletben 4,9 V-nál) az anódáram hirtelen csökkenni kezd; az elektronok most rugalmatlanul ütköznek, energiájuk nagy részét átadva a Hg-atomoknak, gerjesztett állapotba hozzák azokat. Az így lecsökkentett energiájú elektronok viszont nem tudnak a -0,5 V feszültségű ellentéren keresztül az anódra jutni, ezt jelzi az anódáram csökkenése.
| |||