- Включите приборы и установите потенциометром R1 максимальное напряжение накала (около 3 В). Подождите 3 минуты, пока нагреется катод тиратрона, и уменьшите напряжение накала до 2.5 В.
- Переведите осциллограф в режим работы «X-Y». Переключите схему в динамический режим работы тумблером T и сведите к минимуму амплитуду напряжения между катодом и сеткой потенциометром R2. Установите точку в правом нижнем углу экрана.
- Плавно увеличивая амплитуду переменного напряжения между катодом и сеткой, наблюдайте визуально вольтамперную характеристику тиратрона, на которой должны быть отчетливо видны характерные точки (максимумы и минимумы), связанные с проявлением эффекта Рамзауэра.
- Переключите схему в статический режим работы тумблером T. По отсчетам с экрана и показаниям вольтметра и микроамперметра измерьте вольтамперную характеристику тиратрона.
- Проведите измерения ВАХ тиратрона при 2 – 3 значениях напряжения накала катода в интервале 2.3 – 2.9 В. На основе формулы (14) найдите зависимость вероятности рассеяния электрона от энергии, постройте соответствующий график.
- По результатам измерений оцените размер электронной оболочки атома ксенона, сравните его с табличным значением. При расчетах по формуле (11а) считать глубину потенциальной ямы атома U0=2.5 эВ. Следует иметь в виду, что из-за наличия внешней контактной разности потенциалов между сеткой и анодом измеряемое напряжение не является истинным. При расчетах по формуле (11б) влияние термоЭДС исключается и знание U0 не требуется.
- Оцените, при каких напряжениях должны появляться максимумы в коэффициенте прохождения электронов для n=2, 3, 4, сравните полученные величины с наблюдаемыми особенностями на ВАХ тиратрона.
Контрольные вопросы
|
|
- В чем заключается эффект Рамзауэра, как его можно экспериментально наблюдать?
- В чем смысл соотношения де Бройля?
- Выведите выражение для показателя преломления атома для волн де Бройля?
- Запишите уравнение Шредингера для случая движения электрона над потенциальной ямой, получите его общее решение.
- Найдите коэффициент прохождения частицы над прямоугольной потенциальной ямой.
- Чем объясняется наличие на ВАХ только одного максимума тока, протекающего через тиратрон?
Литература
- Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т.5. Ч. 1. Атомная и ядерная физика. – М.: Наука, 1986, § 18.
- Гольдин Л.Л., Новикова Г.И. Введение в квантовую физику. – М., Наука, 1988, Гл. 1, § 2-3; Гл. 3 §9.
Лабораторная работа