Измерение вольтамперной характеристики (ВАХ) тиратрона

 

    В данной работе вольтамперная характеристика (ВАХ) тиратрона ТГ3-0,1/1,3, наполненного ксеноном, исследуется с помощью установки, аналогичной учебному модулю ФКЛ 8, изготавливаемому НПО Учебной Техники «ТулаНаучПрибор» (см. http://physexperiment.narod.ru/physics.htm). В измерительной схеме (рис. 8.11) между катодом и соединениями друг с другом сетками создается ускоряющая разность потенциалов . Регулировочная ручка реостатов , шкала вольтметра  и гнезда для подключения микроамперметра находятся на передней панели корпуса измерительного блока. Микроамперметр, измеряющий анодный ток , вынесен на верхнюю крышку измерительного блока. Включатель сети находится на правой стенке измерительного блока. Максимальное значение ускоряющего напряжения 12 В.

 

      

а                                                             б

Рис. 8.11. Схема для измерения ВАХ тиратрона ТГ3-0,1/1,3 (а) и схема его выводов (б): 1 – катод, 2 – сетка, 3 – экранирующая сетка, 4 – анод

 

1. Для проведения измерений включите установку и в течение 3-5 минут прогрейте лампу.

2. Увеличивая ускоряющее напряжение , измеряйте анодный ток . Результаты измерений и вычислений величины  внесите в табл. 8.2.

Таблица 8.2

№	, В	,мкА			, эВ	, эВ1/2
1
…

 

Определение потенциала возбуждения атома ксенона и энергетической зависимости сечения рассеяния электронов на атомах ксенона

 

1. Постройте график ВАХ – зависимости . В правой части графика в области резкого возрастания тока проведите отрезок прямой. Точка пересечения прямой с осью даст приближенное значение потенциала возбуждения атома ксенона. Возбужденные атомы ксенона, переходя в основное состояние, испускают ультрафиолетовое излучение, которое вызывает фотоэлектронную эмиссию из электродов тиратрона. Это является основной причиной резкого роста тока.

2. Для интервала энергий , на котором столкновения электронов с атомами ксенона являются упругими, постройте график зависимости сечения  (в относительных единицах) от : . Ось  проведите через точку минимума при . Полученный график сравните с кривыми , приведенными на рис. 8.4б, укажите, где график соответствует и где не соответствует классической механике.

 

Контрольные вопросы

1. Расскажите об электронных конфигурациях элементов периодической системы Менделеева, запишите их для атома ксенона. Перечислите основные физические и химические свойствах атомов инертных элементов.

2. Расскажите об упругих столкновениях медленных электронов с атомами. Дайте определение сечения рассеяния, расскажите о его экспериментальной зависимости от энергии, укажите область, не соответствующую предсказаниям классической механики.

3. Расскажите о длине волны де Бройля и корпускулярно-волновом дуализме частиц (на примере электронов).

4. Расскажите об эффекте Рамзауэра при упругих столкновениях медленных электронов с атомами инертных элементов и проявлениях корпускулярно-волнового дуализма электронов.

5. Расскажите о неупругих столкновениях, потенциалах возбуждения и ионизации и об опыте Франка-Герца.

6. Расскажите об устройстве, принципе работы и применении тиратронов.

 

Лабораторная работа № 9.
Тонкая структура спектра натрия.

 

Цель работы: Изучение тонкой структуры энергетических уровней атома натрия на примере желтого и других дублетов, экспериментальное определение постоянной экранировки для терма 3Р.

Приборы и принадлежности: универсальный монохроматор УМ-2, дуговая натриевая лампа высокого давления типа ДНаТ-70, люминесцентная ртутная лампа мощностью 11 Вт фирмы R & C, неоновая лампа, фотопластинки со спектрами поглощения атома натрия и излучения атомов натрия и ртути, их электронные или бумажные копии.

Меры предосторожности: Натриевая и ртутная лампа находятся в металлических корпусах с небольшими окошками. Корпуса закреплены на рейтерах, способных свободно перемещаться вдоль оптической скамьи (длинной прямолинейной станины специального сечения) или жестко закрепляться на ней. При перемещении ламп их следует держать только за рейтеры. После установки в нужное положение рейтер с лампой следует закрепить винтом. Для устранения отвлекающего (слегка слепящего) действия прямого излучения натриевой лампы во время измерений рекомендуется пользоваться защитным экраном. Ультрафиолетовое излучение натриевой лампы очень незначительно, практически отсутствует. Применяемая в работе ртутная лампа имеет малую потребляемую мощность, не требует специальной пускорегулирующей аппаратуры, не дает ультрафиолетового излучения, она безопасна вследствие невозможности непредусмотренного взрыва из-за высокого давления.