Политех в Сети

Сайт для Учебы

Лабораторная работа № 5 Эффект Рамзауэра

Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 

Цель. Экспериментальное наблюдение эффекта Рамзауэра в ксеноне. Определение критических значений энергии электронов, соответствующих минимуму и максимуму прозрачности ксенона. Изучение квантовой природы эффекта Рамзауэра. Нахождение глубины и ширины потенциальной ямы, моделирующей взаимодействие электрона с атомом ксенона. Определение потенциала ионизации атома ксенона.

Принципиальная схема установки.

Рис.1. Схема установки.

На сетки тиратрона подаётся постоянное напряжение от стабилизированного источника питания, причем величину этого напряжения можно регулировать потенциометром R1, а измерять вольтметром V=. Поскольку анодный ток весьма мал, его непосредственное измерение затруднено. Поэтому в схему введён усилитель, позволяющий обходиться обычным микроамперметром mА.

Расчетные формулы

Условие резонансной прозрачности газа для эффекта Рамзауэра

(1)

Условие максимума рассеяния газа

(2)

Глубина потенциальной ямы

(3)

Контактная разность потенциалов = -0.7В.

Ход работы.

Выполним осциллографическое исследование эффекта Рамзауэра для атомов ксенона. Определим критические значения энергии электронов и энергию ионизации.

Таблица 1

Критические значения напряжения для атома ксенона, полученные из осциллограммы.

V0 ,В

2,59

V1 ,В

6,27

Vi, B

12,05

Получим необходимые данные для построения ВАХ эффекта Рамзауэра и занесем в таблицу.

Таблица 2

Результаты измерений для построения ВАХ эффекта Рамзауэра для ксенона.

U, V

I, µA

U, V

I, µA

1

0,01

0,00

41

5,20

0,70

2

0,25

0,00

42

5,40

0,67

3

0,50

0,00

43

5,60

0,64

4

0,55

0,01

44

6,00

0,62

5

0,60

0,03

45

6,25

0,61

6

0,65

0,04

46

6,50

0,61

7

0,70

0,07

47

6,75

0,62

8

0,75

0,11

48

7,00

0,62

9

0,80

0,15

49

7,50

0,66

10

0,85

0,19

50

8,00

0,71

11

0,90

0,24

51

8,50

0,77

12

0,95

0,29

52

9,00

0,86

13

1,00

0,35

53

9,20

0,91

14

1,05

0,42

54

9,40

0,98

15

1,10

0,48

55

9,60

1,08

16

1,15

0,54

56

9,80

1,22

17

1,20

0,61

57

10,00

1,39

18

1,30

0,72

58

10,20

1,53

19

1,40

0,85

59

10,40

1,66

20

1,50

0,99

60

10,60

1,80

21

1,60

1,13

61

10,80

1,96

22

1,70

1,26

62

11,00

2,14

23

1,80

1,39

63

11,20

2,37

24

1,90

1,51

64

11,40

2,59

25

2,00

1,60

65

11,60

2,83

26

2,20

1,77

66

11,80

3,17

27

2,40

1,87

67

12,00

4,77

28

2,60

1,90

68

12,05

5,33

29

2,80

1,87

69

12,10

6,00

30

3,00

1,78

70

12,15

6,70

31

3,20

1,65

71

12,20

6,81

32

3,40

1,50

72

12,25

8,38

33

3,60

1,36

73

12,30

13,25

34

3,80

1,22

74

12,35

15,30

35

4,00

1,10

75

12,40

15,64

36

4,20

0,99

37

4,40

0,91

38

4,60

0,83

39

4,80

0,78

40

5,00

0,73


По данным таблицы построим ВАХ эффекта Рамзауэра для ксенона.

Рис.2. ВАХ эффекта Рамзауэра для ксенона.

С помощью ВАХ определяем критические напряжения и усредняем их с полученными ранее осциллографическим методом.

Таблица 3

Расчет среднего значения критических напряжений с учетом контактной разности потенциалов.

Осциллографический метод

ВАХ

<V>, В

<V>кр, В

E*1019, Дж

V0 ,В

2,59

2,60

2,60

1,9

3,04

V1 ,В

6,27

6,50

6,39

5,7

9,12

Vi, В

12,05

11,80

11,93

11,2

17,92

С помощью соотношений (1), (3) определим глубину потенциальной ямы в эффекте Рамзауэра и ее радиус.

Вывод. В предложенной работе изучен эффект Рамзауэра для ксенона. Построена ВАХ эффекта Рамзауэра, определены критические энергии электронов. На основании полученных данных рассчитаны глубина и радиус потенциальной ямы в случае ксенона.