|
mv2
2
eU .
(25.3)
Frank va Gers tajriba quril- masining sxemasi 85- rasmda ko‘rsatilgan. Uchta elektrodi bo‘l- gan shisha idish past bosimdagi simob bug‘lari bilan to‘ldirilgan. B1 batareya tezlatuvchi elektr maydon hosil qiladi. K katod va Ò to‘r orasidagi U kuchlanishni
rasm.
115
potensiometr yordamida o‘zgartirish mumkin. B2 batareya yordamida to‘r va anod A orasida kuchlanishi 0,5 V ga yaqin bo‘lgan tor- mozlovchi kuchsiz maydon hosil qilish mumkin. Bu maydon sekin elektronlarning anodga tushishiga to‘sqinlik qiladi. Elektronlarni elektr toki bilan qizdiriladigan K katod chiqaradi. Katoddan uchib chiqqan elektronlar simob atomlari bilan ikki xil to‘qnashadi: elastik va noelastik.
Anod zanjiridagi I tok kuchining U kuchlanishga bog‘liqligi eksperimental aniqlanadi. Bu bog‘lanishni ifodalovchi egri chiziq 86- rasmda tasvirlangan. Agar tezlatuvchi potensialni oshirib borsak, boshlang‘ich holda tok kuchi ham asta-sekin orta boshlaydi. Bundagi tok egri chizig‘ining ko‘rinishi oddiy termoelektron asboblarning volt-amper xarakteristikasiga o‘xshab ketadi. Òezlatuvchi potensial 4,1 V ga yetganda, tok kuchi keskin tushib ketadi. Bundan keyin ham tezlatuvchi potensialni orttirib borsak, tok kuchi ham yana orta boshlaydi va tezlatuvchi potensial 9 V ga yetganda tok kuchi yana keskin tushib ketadi. Agar tezlatuvchi potensial yana orttirilsa, tok kuchining ortishi davom etib, tezlatuvchi potensial 13,9 V ga yetganda uning yana keskin tushib ketishi kuzatiladi.
86- rasmda keltirilgan bog‘lanish quyidagicha tushuntiriladi. Elektronlarning tezlatuvchi potensial U hisobiga oladigan ener- giyalari boshlang‘ich holda 4,1 eV ga yetgunga qadar, ular simob atomlari bilan elastik to‘qnashadilar va tok kuchi oddiy qonuniyat bo‘yicha ortib boradi. Atomlarning energiyasi o‘zgarmaydi. Elektronlarning kinetik energiyasi bunda deyarli o‘zgarmaydi, chunki elektronlarning massasi simob atomlari massasidan ancha kichik. Buning natijasida katod va to‘r orasidagi elektr maydon tomonidan tezlashtirilgan eletkronlar tormozlovchi maydonni
yengib o‘tadi va anodga yetib boradi. Vaqt birligi ichida anodga yetib borgan elekt- ronlar soni kuchlanishga pro- porsional ravishda ortadi. Ushbu energiya 4,1 eV ga yet- ganda eletkronlar simob atomlari bilan noelastik to‘q- nashadilar va ularga ener-
116
4,1
9
rasm.
13,9
U(B)
giyalarining asosiy qismini be- radilar. Bunda atomlarning energiyalari sakrab ortadi,
elektron esa to‘qnashgandan keyin o‘zining deyarli butun kinetik energiyasini yo‘qotadi. Òormozlovchi maydon sekin elektronlarni anodga o‘tkazmaydi va tok kuchi keskin kamayadi. Elektronlarning bir qismi noelastik to‘qnashishlarga duch kelmay to‘rga borib yetgani uchungina tok nolga teng qiymatga tushib qolmaydi.
Noelastik urilish uchun zarur bo‘lgan energiyani elektron faqat 4,9 V potensiallar farqini o‘tgandan keyin to‘rga borib yetgandagina oladi. Bundan, simob atomlarining enregiyasi 4,9 eV dan kichik qiymatga o‘zgarishi mumkin emas, degan xulosa chiqadi. Shunday qilib, atomning energiyasi ixtiyoriy qiymatlar qabul qila olmaydi va ixtiyoriy qiymatlarga o‘zgarishi mumkin emas: bu narsa atomda statsionar holatlarning diskret to‘plami mavjudligining tasdig‘i bo‘ladi.
Bunday xulosaning to‘g‘riligi yana shu bilan tasdiqlanadiki, 4,9 V kuchlanishda simob bug‘lari o‘zidan ultrabinafsha nurlarni chiqara boshlaydi. Nazariy jihatdan esa buni quyidagicha isbotlash mumkin:
E2 E1
E
hv hc ,
E 4, 9eV;
hc E2 E1
hc
E
2520 108 sm 2520 A
Bu esa simobning uyg‘ongan atomlari keyin quyi energetik holatlarga o‘tib, Borning ikiknchi postulatiga muvofiq nurlanib yorug‘lik kvantlari chiqarishini bildiradi.
13,9 V kuchlanishda elektronlar to‘r tomonga harakatlanish yo‘lida uch marta noelastik urilishga duch keladi, shu tufayli 86- rasmda keltirilgan egri chiziqda 3 ta maksimum hosil bo‘ladi. Ulardan biri 4,1 V, ikkinchisi 9 V, uchinchisi esa 13,9 V ga to‘g‘ri keladi. Bu tajribada ikki qo‘shni maksimumlar orasidagi masofa doimo 4,9 V ga teng bo‘ladi, lekin birinchi maksimum 4,1 V da bo‘ladi. Buning sababi — anod bilan katod har xil metalldan yasalgan, shuning uchun ular o‘rtasida qandaydir qo‘shimcha „kontakt potensiallar farqi“ deb ataluvchi kuchlanish mavjud bo‘ladi va uni yengish uchun tezlatuvchi potensialning bir qismi sarf bo‘ladi. Agar elektronlarning tezlatuvchi potensial hisobiga oladigan energiyalari 4,9 eV ga nisbatan ancha katta bo‘lsa, bunday elektronlar noelastik to‘qnashishda o‘zlarining energiyalarining bir qismini yo‘qotadilar va qolgan energiyalari hisobiga anodga kelib tushadilar. Shu sababdan, keskin kamayib ketgan tok kuchi yana
117
orta boshlaydi. Atomni uyg‘otish uchun kerak bo‘ladigan minimal energiyaga uyg‘onish potensiali deyiladi. Yuqoridagi tajribada simob uchun birinchi uyg‘onish potensiali 4,1 V, ikkinchisi 9 V, uchinchisi esa 13,9 V ga teng. Ikkita qo‘shni uyg‘onish potensiallari orasidagi farqqa rezonans potensiali deyiladi. Uning bu tajribadagi qiymati 4,9 V ga teng. Atomdan eletkronlarni chiqarib olish uchun kerak bo‘lgan minimal energiyaga ionlash yoki ionizatsiya potensiali deyiladi.
Do'stlaringiz bilan baham: |
