Πείραμα 4 - Franck - Hertz

8/18/2019 Πείραμα 4 - Franck - Hertz

1/26

Σκοπός του ΠειράματοςΣκοπός μας στο πείραμα είναι να μελετήσουμε τις μη-ελαστικές

σκεδάσεις ηλεκτρονίων από άτομα υδραργύρου με απώτερο στόχο να

μετρήσουμε την ενέργεια διέγερσης, από τη στάθμη6S

0 στην 63 P1 ,

του μονατομικού υδραργύρου

Θεωρία

Στην ουσία επαναλαμ!άνουμε το ιστορικό πείραμα των "#$%&' και ()#*+

που πραγματοποιήθηκε το . Σκοπός τους ήταν να ελέγ/ουν το

προτεινόμενο ατομικό πρότυπο του 01)23 456# και μέσω σκέδασης

ηλεκτρονίων από άτομα υδραργύρου επαλήθευσαν πως7

• 8ίναι δυνατό να διεγείρουμε άτομα μέσω μη ελαστικών σκεδάσεων

με ηλεκτρόνια χαμηλής ενέργειας• 9 ενέργεια που μετα:έρεται από ένα ηλεκτρόνιο σε ένα άτομο

αερίου, μέσω μη-ελαστικής σκέδασης, είναι πάντα η ίδια και είναι

ένα χαρακτηριστικό του αερίου• ;ι ενεργειακές διεγέρσεις των ατόμων συμ:ωνούν με τις

ενεργειακές δια:ορές που λαμ!άνονται από πειράματα οπτικής

:ασματοσκοπίας

8λαστικές και μη-ελαστικές σκεδάσεις ηλεκτρονίων από άτομα (<

=ταν η ενέργεια των ηλεκτρονίων είναι μικρότερη από την ελάχιστη

ενέργεια διέγερσης των ατόμων του (< >ενέργεια κατω:λίου?, τότε

έχουμε ελαστικές σκεδάσεις, δηλαδή διατήρηση της ολικής κινητικήςενέργειας του συστήματος Στις ελαστικές σκεδάσεις α? οι απώλειες

κινητικής ενέργειας των ηλεκτρονίων είναι αμελητέες και !? η ενεργός

διατομή των σκεδάσεων αυτών είναι σχεδόν ανε/άρτητη από την

κινητική ενέργεια των ηλεκτρονίων

=ταν, όμως, η κινητική ενέργεια των ηλεκτρονίων /επεράσει την

ενέργεια κατω:λίου, τότε έχουμε μη-ελαστικές σκεδάσεις, δηλαδή το

ηλεκτρόνιο έχει πολύ μεγάλες απώλειες κινητικής ενέργειας >σχεδόν

ολική απώλεια? η οποία διοχετεύεται στη διέγερση των ατόμων του (σύμ:ωνα με τη παραπάνω περιγρα:ή των μη-

ελαστικών σκεδάσεων? 8πομένως, ε/αιτίας του μηδενισμού της μέσης

κινητικής ενέργειας των ηλεκτρονίων, στη χαρακτηριστική Ι anode−U 2

θα έχουμε !υθίσεις οι οποίες παρουσιά@ονται σε τιμές της

U 2

οι οποίες


2/26

ισαπέχουν κατά Εκατ /qe 8πομένως, είναι δυνατό να !ρούμε την

ενέργεια διέγερσης >ή αλλιώς κατω:λίου?

;ι !υθίσεις της χαρακτηριστικής Ι anode−U 2 δεν είναι αυστηρά απότομες

διότι α? η ενέργεια των εκπεμπόμενων ηλεκτρονίων από τη θερμοκάθοδοδεν είναι αυστηρώς καθορισμένη, !? η ενεργός διατομή των σκεδάσεων

ε/αρτάται ισχυρά από την ενέργεια των ηλεκτρονίων και γ? υπάρχουν και

ελαστικές σκεδάσεις οι οποίες διαπλατύνουν την ενεργειακή κατανομή

των ηλεκτρονίων

Aέλος, πρέπει να πούμε πως η μορ:ή της χαρακτηριστικής επηρεά@εται α?

από τη τιμή των τάσεωνU

1 καιU

3 που ε:αρμό@ουμε στο σωλήνα

και !? από τη θερμοκρασία του :ούρνου μέσα στον οποίο τοποθετούμε το

σωλήνα >καθώς μπορούμε να μετα!άλλουμε τη συγκέντρωση ή αλλιώς τη

μερική πίεση του (< μέσω της θερμοκρασίας?

Πειραματική Διάταξη9 διάτα/ή μας αποτελείται από7

? Bνα :ούρνο >ώστε να μπορέσουμε να ε/ατμίσουμε τον υγρό

υδράργυρο?C? Aο σωλήνα "#$%&'-()#*+D? Συσκευή ελέγχου >ώστε να μπορούμε να μετα!άλλουμε τις τάσεις

U 1,U

2,U

3 όπως και τη θερμοκρασία του :ούρνου?

.? Eολτόμετρο >για τη μέτρηση της καθοδικής τάσης?

Πειραματικό Μέρος

Πειραματική διαδικασία


3/26

Aοποθετούμε τον σωλήνα "#$%&'-()#*+ εντός του :ούρνου και

μηδενί@ουμε όλες τις τάσειςU H ,U 1 ,U 2,U 3 Fυθμί@ουμε τη

θερμοκρασία του :ούρνου στους 175°C και περιμένουμε έως ότου ο

σωλήνας να :τάσει σε αυτή τη θερμοκρασία 8:αρμό@ουμε τάσηU H =6,3V ώστε να θερμάνουμε το νήμα της καθόδου, τάση U 1=5V

μετα/ύ καθόδου και πλέγματος , τάσηU

3=0,5V

μετα/ύ πλέγματος C

και καθόδου και μετα!άλλουμε τη τάσηU

2 κατά μερικές δεκάδες G52*

με σκοπό τη μέτρηση της τάσης της ανόδου Aο !ήμα που χρησιμοποιούμε

είναι 0,5V ενώ κοντά και γύρω από τα ελάχιστα 0,2V για

μεγαλύτερη ακρί!εια 8παναλαμ!άνουμε τις παραπάνω μετρήσεις γιαθερμοκρασία 180°C και 185°C αλλά αυτή τη :ορά με !ήμα 1V

και γύρω από τα ελάχιστα με !ήμα 0,2V

Ανάλυση

Hια τη κατασκευή των διαγραμμάτων I anode−U 2 πρέπει να

μετατρέIουμε τις μετρούμενες τάσεις της ανόδου σε ρεύμα >ρεύμα

ανόδου? Hνωρί@οντας πως 1V =1nA κάνουμε κατευθείαν τη μετατροπή

τάσης ανόδου σε ρεύμα ανόδου και παραθέτουμε κατευθείαν τα ρεύματα

αντί για τις τάσεις μα@ί με τη μετα!αλλόμενη τάσηU

2 >και για τα τρία

μέρη δια:ορετικών θερμοκρασιών?

• Hια Τ =175°C

αJ

α

Τάση

U 2(V )

ε!μα ανόδου

I (nA)

αJ

α

Τάση

U 2(V )


I (nA)

K,KLK, K,KKMLK,KKC

NK

M,OLK, K,KCLK,KKC

C K,NLK, K,KKMLK,KKC

N

P,KLK, K,K.LK,KKC

D ,KLK, K,KKMLK,KKC NC P,CLK, K,KKLK,KKC


4/26

. ,NLK, K,KKMLK,KKC

ND

P,.LK, K,KOCLK,KKC

N C,KLK, K,KKOLK,KKC

N.

P,MLK, K,KOCLK,KKC

M C,NLK, K,KKOLK,KKC

NN

P,OLK, K,KOMLK,KKC

P D,KLK, K,KKLK,KKC

NM

O,KLK, K,KKLK,KKC

O D,NLK, K,KKLK,KKC

NP

O,NLK, K,KOLK,KKC

.,KLK, K,KCLK,KKC

NO

,KLK, K,.OLK,KKCK

.,NLK, K,KMLK,KKC

N

,NLK, K,CLK,K

N,KLK, K,KCCLK,KKC

MK

CK,KLK, K,DKLK,KC

N,NLK, K,KDKLK,KKC

M

CK,NLK, K,DOLK,KD

M,KLK, K,KDKLK,KKC

MC

C,KLK, K,.KLK,K.

M,CLK, K,KCMLK,KKC

MD

C,CLK, K,DOLK,KN

M,.LK, K,KC.LK,KKC

M.

C,.LK, K,D.LK,KM

M,MLK, K,KCCLK,KKC

MN

C,MLK, K,CLK,K

P M,OLK, K,KCKLK,KKC

MM C,OLK, K,CMLK,K

O

P,KLK, K,KCKLK,KKC

MP

CC,KLK, K,C.LK,K

P,CLK, K,KCKLK,KKC

MO

CC,CLK, K,CDLK,KCK

P,.LK, K,KCKLK,KKC

M

CC,.LK, K,CLK,KC

P,MLK, K,KCCLK,KKC

PK

CC,MLK, K,CKLK,KCC

P,OLK, K,KC.LK,KKC

P

CC,OLK, K,CKLK,KCD

O,KLK, K,KCMLK,KKC

PC

CD,KLK, K,CKLK,KC.

O,NLK, K,KDCLK,KKC

PD

CD,CLK, K,CKLK,KCN

,KLK, K,K.CLK,KKC

P.

CD,.LK, K,CLK,KCM

,NLK, K,KNOLK,KKC

PN

CD,MLK, K,C.LK,KCP

K,KLK, K,KPMLK,KKC

PM

C.,KLK, K,CPLK,KCO K,NLK, K,KOLK,KKC PP C.,NLK, K,DLK,K


5/26

C

K,OLK, K,KMLK,KKC

PO

CN,KLK, K,DOLK,KDK

,KLK, K,KPOLK,KKC

P

CN,NLK, K,.NLK,K

D ,CLK, K,KPKLK,KKC

OK CM,KLK, K,NCLK,KC

DC

,.LK, K,KMKLK,KKC

O

CM,NLK, K,N.LK,KCDD

,MLK, K,KN.LK,KKC

OC

CP,KLK, K,NKLK,KCD.

,OLK, K,K..LK,KKC

OD

CP,CLK, K,.LK,KDN

C,KLK, K,K.CLK,KKC

O.

CP,.LK, K,.OLK,KDM

C,CLK, K,K.CLK,KKC

ON

CP,MLK, K,.OLK,KDP

C,.LK, K,K.CLK,KKC

OM

CP,OLK, K,.OLK,KDO

C,MLK, K,K.CLK,KKC

OP

CO,KLK, K,.OLK,KD

C,OLK, K,K..LK,KKC

OO

CO,CLK, K,.LK,K.K

D,KLK, K,K.OLK,KKC

O

CO,.LK, K,.OLK,K.

D,NLK, K,KMCLK,KKC

K

CO,MLK, K,.OLK,K.C

.,KLK, K,KPMLK,KKC

CO,OLK, K,.OLK,K.D

.,NLK, K,KMLK,KKC

C

C,KLK, K,.MLK,K..

N,KLK, K,NKLK,KKC

D

C,CLK, K,.PLK,K.N

N,NLK, K,CDLK,K

.

C,.LK, K,.PLK,K.M

M,KLK, K,CKLK,K

N

C,MLK, K,.PLK,K

.P M,CLK, K,OLK,K

M C,OLK, K,.OLK,K

.O

M,.LK, K,MLK,K

P

DK,KLK, K,NKLK,K.

M,MLK, K,CKLK,KKC

Qατασκευά@ουμε τη χαρακτηριστική I anode−U 2 , η οποία :αίνεται

παρακάτω


6/26


7/26

M MN P PN O ON

KKC

KKC

KKC

KKC

KKC

KKD

KKD

R>S? T KKSUC - KS V K.C

%/0

+, #-)

" #%.)

y=ax2+bx+c⇒

y=(0,0080±0,0004 ) x2+ (−0,113±0,006 ) x+(0,42±0,02)

Hια το δεύτερο ελάχιστο

N C CN D DN

KKDKK.

KK.

KKN

KKN

KKM

KKM

R>S? T KKCSUC - K.OS V D

%/,

+, #-)

" #%.)

y=ax2+bx+c⇒

y=(0,019±0,003 ) x2+(−0,48±0,09 ) x+(3,0±0,5)


8/26

Hια το τρίτο ελάχιστο

M MN P PN O ON

KKP

KKO

KK

K

K

KC

KD

R>S? T KKDSUC - S V KND

%/1

+, #-)

" #%.)

y=ax2+bx+c⇒

y=(0,034±0,002 ) x2+(−1,19±0,09 ) x+(10,5±0,7)

Hια το τέταρτο ελάχιστο

CC CCC CC. CCM CCO CD CDC CD. CDM CDO

KO

K

KC

KC

KCC

KCD

KC.

KCN

R>S? T KKOSUC - D.PS V D

%/2

+, #-)

" #%.)

y=ax2+bx+c⇒


9/26

y=(0,076±0,009 ) x2+(−3,5±0,4 ) x+(40±5)

Hια το πέμπτο ελάχιστο

CMN CP CPN CO CON C CN DK DKN

K..

K.N

K.M

K.P

K.O

K.

KN

KN

R>S? T KKSUC - K..S V MP.

%/3

+, #-)

" #%.)

y=ax2+bx+c⇒

y=(0,008±0,003 ) x2+(−0,4±0,2 ) x+(7±2)

Hια την εύρεση των παραπάνω ελαχίστων κοιτάμε ποια από τις μετρήσεις

μας >σημεία της γρα:ικής παράστασης? είναι πιο κοντά στο ελάχιστο της

εκάστοτε καμπύλης

8πομένως !ρίσκουμε πως7

8λάχιστη τάση

U 2(V )

Aά/ηελαχίστου

n

P,KLK, C,.LK, CP,MLK, DCC,OLK, .CO,OLK, N


10/26

Wκολούθως, :τιάχνουμε τη γρα:ική παράσταση των ελάχιστων τάσεων

U 2 σαν συνάρτηση της τά/ης n των ελαχίστων

KN N C CN D DN . .N N NN

K

N

K

N

CK

CN

DK

DN

R>S? T N.S V NC

+, * %

Τάξη ελα4ίστου %

+, #-)

*(Όσα σφάλματα δε φαίνονται παραπάνω οφείλεται στο γεγονός πως είναι

μικρότερα από τη κλίμακα)

Xέσω του 5#1


11/26

• Hια Τ =180°C

αJ

α

Τάση

U 2(V )


I (nA)

αJ

α

Τάση

U 2(V )


I (nA)

K,KLK, K,KKMLK,KKC

D

P,CLK, K,KMMLK,KKC

C ,KLK, K,KKOLK,KKC

.K

P,.LK, K,KM.LK,KKC

D C,KLK, K,KKOLK,KKC

.

P,MLK, K,KM.LK,KKC

. D,KLK, K,KKOLK,KKC

.C

P,OLK, K,KMOLK,KKC

N .,KLK, K,KCLK,KKC

.D

O,KLK, K,KPKLK,KKC

M N,KLK, K,KCCLK,KKC

..

,KLK, K,KCLK,KKC

P M,KLK, K,KDCLK,KKC

.N

CK,KLK, K,CLK,K

O M,CLK, K,KCMLK,KKC

.M

C,KLK, K,CLK,K

M,.LK, K,KCCLK,KKC

.P

C,CLK, K,CLK,KK

M,MLK, K,KCCLK,KKC

.O

C,.LK, K,COLK,K

M,OLK, K,KCKLK,KKC

.

C,MLK, K,CMLK,KC

P,KLK, K,KOLK,KKC

NK

C,OLK, K,CDLK,KD

P,CLK, K,KOLK,KKC

N

CC,KLK, K,CCLK,K.

P,.LK, K,KOLK,KKC

NC

CC,CLK, K,CLK,K

N P,MLK, K,KCKLK,KKC

ND CC,.LK, K,LK,K

M

P,OLK, K,KCKLK,KKC

N.

CC,MLK, K,OLK,KP

O,KLK, K,KCCLK,KKC

NN

CC,OLK, K,OLK,KO

,KLK, K,KDMLK,KKC

NM

CD,KLK, K,OLK,K

K,KLK, K,KMKLK,KKC

NP

CD,CLK, K,OLK,K

CK ,KLK, K,KPKLK,KKC NO CD,.LK, K,OLK,K


12/26

C

,CLK, K,KNOLK,KKC

N

CD,MLK, K,OLK,KCC

,.LK, K,KNKLK,KKC

MK

CD,OLK, K,LK,KCD

,MLK, K,K.MLK,KKC

M

C.,KLK, K,CLK,KC.

,OLK, K,KDOLK,KKC

MC

CN,KLK, K,DCLK,KCN

C,KLK, K,KD.LK,KKC

MD

CM,KLK, K,.CLK,KCM

C,CLK, K,KD.LK,KKC

M.

CP,KLK, K,DOLK,KCP

C,.LK, K,KD.LK,KKC

MN

CP,CLK, K,DPLK,KCO

C,MLK, K,KD.LK,KKC

MM

CP,.LK, K,DMLK,KC

C,OLK, K,KD.LK,KKC

MP

CP,MLK, K,DNLK,KDK

D,KLK, K,KDOLK,KKC

MO

CP,OLK, K,D.LK,KD

.,KLK, K,KMCLK,KKC

M

CO,KLK, K,D.LK,KDC

N,KLK, K,MLK,KKC

PK

CO,CLK, K,DDLK,KDD

M,KLK, K,DMLK,KKC

P

CO,.LK, K,DLK,K

D. M,CLK, K,OLK,KKC

PC CO,MLK, K,D.LK,K

DN

M,.LK, K,KMLK,KKC

PD

CO,OLK, K,DCLK,KDM

M,MLK, K,KCLK,KKC

P.

C,KLK, K,DKLK,KDP

M,OLK, K,KPMLK,KKC

PN

DK,KLK, K,DMLK,KDO

P,KLK, K,KPCLK,KKC


13/26


παρακάτω

K N K N CK CN DK DN

K

KKN

K

KN

KC

KCN

KD

KDN

K.

K.N

"#$%&'() * +,

+, #-)

" #%.)



Aώρα θα προσδιορίσουμε κάθε ένα από τα ελάχιστα της παραπάνωγρα:ικής παράστασης με προσαρμογή παρα!ολικής συνάρτησης γύρω

από κάθε ελάχιστο

*(Όλες οι παραβολικές εξισώσεις των παρακάτω διαγραμμάτων βρέθηκαν μέσω

το !"#$#%&)

Hια το πρώτο ελάχιστο


14/26

M MN P PN O ON

KKC

KKC

KKC

KKC

KKC

KKC

KKC

R>S? T KKSUC - KKS V KDN

%/0

+, #-)

" #%.)

y=ax2+bx+c⇒

y=(0,006±0,001 ) x2+(−0,09±0,02 ) x+(0,35±0,06)


. M O C CC C. CM CO D DC

KKD

KK.

KK.

KKN

KKN

R>S? T KKCSUC - K.DS V CP

%/,

+, #-)

" #%.)

y=ax2+bx+c⇒

y=(0,017±0,003 ) x2+(−0,43±0,07 ) x+(2,7±0,4)


15/26


MO P PC P. PM PO O OC

KKM

KKM

KKM

KKP

KKP

KKP

KKP

KKP

R>S? T KKDSUC - S V OOC

%/1

+, #-)

" #%.)

y=ax2+bx+c⇒

y=(0,029±0,005 ) x2+(−1,0±0,2 ) x+(9±2)


CC CCN CD CDN C. C.N

KP

KO

K

KC

KC

KCC

R>S? T KK.SUC - PNS V CKD

%/2

+, #-)

" #%.)

y=ax2+bx+c⇒


16/26

y=(0,038±0,005 ) x2+(−1,8±0,2 ) x+(20±3)


CP CPN CO CON C CN DK DKN

KCO

KD

KDC

KD.

KDM

KDO

R>S? T KKCSUC - .S V CKN.

%/3

+, #-)

" #%.)

y=ax2+bx+c⇒

y=(0,024±0,006 ) x2+ (−1,4±0,4 ) x+(20±5)






U 2(V )

Aά/ηελαχίστου

n

P,CLK, C,.LK, CP,MLK, DCD,KLK, .CO,OLK, N


17/26




K

N

K

N

CK

CN

DK

DN

R>S? T NDOS V MM

+, * %


-, #-)



Xέσω του 5#1


18/26

• Hια Τ =185°C

αJ

α

Τάση

U 2(V )


I (nA)

αJ

α

Τάση

U 2(V )


I (nA)

K,KLK, K,KKMLK,KKC

D

P,CLK, K,K.CLK,KKC

C ,KLK, K,KKMLK,KKC

.K

P,.LK, K,K.KLK,KKC

D C,KLK, K,KKMLK,KKC

.

P,MLK, K,K.KLK,KKC

. D,KLK, K,KKOLK,KKC

.C

P,OLK, K,K.CLK,KKC

N .,KLK, K,KCLK,KKC .D O,KLK, K,K..LK,KKC

M N,KLK, K,KMLK,KKC

..

,KLK, K,KM.LK,KKC

P M,KLK, K,KCCLK,KKC

.N

CK,KLK, K,MLK,KKC

O M,CLK, K,KOLK,KKC

.M

C,KLK, K,.OLK,KKC

M,.LK, K,KOLK,KKC

.P

C,CLK, K,DMLK,KKCK

M,MLK, K,KMLK,KKC

.O

C,.LK, K,CKLK,KKC

M,OLK, K,KMLK,KKC

.

C,MLK, K,KLK,KKCC

P,KLK, K,KMLK,KKC

NK

C,OLK, K,KCLK,KKCD

P,CLK, K,KMLK,KKC

N

CC,KLK, K,KOMLK,KKC.

P,.LK, K,KMLK,KKC

NC

CC,CLK, K,KOKLK,KKCN

P,MLK, K,KMLK,KKC

ND

CC,.LK, K,KPOLK,KKCM

P,OLK, K,KMLK,KKC

N.

CC,MLK, K,KPMLK,KKCP

O,KLK, K,KOLK,KKC

NN

CC,OLK, K,KPCLK,KKCO

,KLK, K,KCMLK,KKC

NM

CD,KLK, K,KP.LK,KKC

K,KLK, K,K.,KLK,KKC

NP

CD,CLK, K,KPOLK,KKCCK

,KLK, K,K.CLK,KKC

NO

C.,KLK, K,KOLK,KKC

C ,CLK, K,KD.LK,KKC

N CN,KLK, K,PLK,K


19/26

CC

,.LK, K,KDCLK,KKC

MK

CM,KLK, K,CDLK,KCD

,MLK, K,KCOLK,KKC

M

CM,CLK, K,CDLK,KC.

,OLK, K,KCMLK,KKC

MC

CM,.LK, K,CDLK,KCN

C,KLK, K,KC.LK,KKC

MD

CM,MLK, K,CLK,KCM

C,CLK, K,KC.LK,KKC

M.

CM,OLK, K,CKLK,KCP

C,.LK, K,KC.LK,KKC

MN

CP,KLK, K,LK,KCO

C,MLK, K,KC.LK,KKC

MM

CP,CLK, K,PLK,KC

C,OLK, K,KCMLK,KKC

MP

CP,.LK, K,MLK,KDK

D,KLK, K,KCOLK,KKC

MO

CP,MLK, K,MLK,KD

.,KLK, K,K.KLK,KKC

M

CP,OLK, K,DOLK,KKCDC

N,KLK, K,KMOLK,KKC

PK

CO,KLK, K,DMLK,KKCDD

M,KLK, K,KPMLK,KKC

P

CO,CLK, K,DOLK,KKCD.

M,CLK, K,KPKLK,KKC

PC

CO,.LK, K,D.LK,KKC

DN M,.LK, K,KMCLK,KKC

PD CO,MLK, K,DCLK,KKC

DM

M,MLK, K,KNCLK,KKC

P.

CO,OLK, K,DCLK,KKCDP

M,OLK, K,K.MLK,KKC

PN

C,KLK, K,.KLK,KKCDO

P,KLK, K,K..LK,KKC

PM

DK,KLK, K,CKLK,K


παρακάτω


20/26

K N ,K ,N CK CN DK DN

K

KKN

K,

K,N

KC

KCN

"#$%&'() * +,

+, #-)

" #%.)



Aώρα θα προσδιορίσουμε κάθε ένα από τα ελάχιστα της παραπάνω

γρα:ικής παράστασης με προσαρμογή παρα!ολικής συνάρτησης γύρω

από κάθε ελάχιστο

*(Όλες οι παραβολικές εξισώσεις των παρακάτω διαγραμμάτων βρέθηκαν μέσω

το !"#$#%&)

Hια το πρώτο ελάχιστο

M MN P PN O ON

KK

KKC

KKC

KKC

KKC

KKC

R>S? T KSUC - KK.S V KN

%/0

+, #-)

" #%.)


21/26

y=ax2+bx+c⇒

y=(0,0027±0,0006 ) x2+(−0,038±0,008 ) x+(0,15±0,03)


. M O C CC C. CM CO D DC

KKC

KKC

KKCKKD

KKD

KKD

R>S? T KKSUC - KCCS V DP

%/,

+, #-)

" #%.)

y=ax2+bx+c⇒

y=(0,0089±0,0007 ) x2+(−0,22±0,02 ) x+(1,4±0,1)



22/26

MO P PC P. PM PO O OC

KK.

KK.

KK.

KK.

KK.

KKN

R>S? T KKCSUC - KNMS V .M

%/1

+, #-)

" #%.)

y=ax2+bx+c⇒

y=(0,016±0,002 ) x2+ (−0,56±0,06 ) x+(5,0±0,5)


CC CCC CC. CCM CCO CD CDC CD.KKP

KKP

KKP

KKP

KKO

KKO

KKO

KKO

R>S? T KKCSUC - K.S V KP.

%/2

+, #-)

" #%.)

y=ax2+bx+c⇒

y=(0,021±0,007 ) x2+(−0,9±0,3 ) x+(10±4)


23/26


CPM CPO CO COC CO. COM COO C CC

KD

KD

KD

KD

K.

K.

K.

K.

R>S? T KKSUC - KPNS V KP.

%/3

+, #-)

" #%.)

y=ax2+bx+c⇒

y=(0,013±0,008 ) x2+(−0,7±0,5 ) x+(10±6)






U 2(V )

Aά/η

ελαχίστου

n

P,CLK, C,.LK, CP,.LK, DCC,OLK, .CO,.LK, N




24/26


K

N

K

N

CK

CN

DK

R>S? T NCOS V O

+, * %


+, #-)



Xέσω του 5#1


25/26

Eλέπουμε πως η μικρότερη εκατοστιαία δια:ορά είναι για τη

θερμοκρασία Τ =185°C 8πιπλέον, παρατηρούμε πως η καλύτερη

χαρακτηριστική I anode−U 2 είναι αυτή της θερμοκρασίας Τ =185°C

>δηλαδή οι !υθίσεις είναι περισσότερο ευδιάκριτες? Bτσι, συμπεραίνουμεπως η καταλληλότερη θερμοκρασία που πρέπει να έχει ο σωλήνας "#$%&'-

()#*+ για την εκτέλεση αυτού του πειράματος είναι η Τ =185°C διότι,

λογικά, εκεί έχουμε τη σωστή μερική πίεση για τα άτομα (< με

αποτέλεσμα να αυ/άνεται η πιθανότητα σκέδασης ηλεκτρονίων και

ατόμων (όπως

και πρέπει να γίνεται? αλλά σε καμία γρα:ικήU

2−n

οι ελάχιστες

τάσεις δεν ισαπέχουν πλήρως Wυτό ίσως ο:είλεται στους παράγοντες

σ:αλμάτων που σχολιά@ω παρακάτω αλλά και ίσως, τελικά, η

καταλληλότερη θερμοκρασία να είναι λίγο παραπάνω από 185°C

καθώς σε αυτή τη θερμοκρασία είχαμε σχεδόν τις καλύτερες αποστάσεις

μετα/ύ των ελαχίστων Xπορεί, όμως, και να ο:είλεται στις τάσειςU

1

καιU

3 οι οποίες >σύμ:ωνα με τη θεωρία? επηρεά@ουν τη

χαρακτηριστική I anode−U 2

Hενικά, και οι τρεις εκατοστιαίες δια:ορές είναι σχετικά μικρές πράγμα

που σημαίνει πως εκτελέσαμε το πείραμα σχετικά σωστά ;ι μικρέςαποκλίσεις, ίσως, ο:είλονται στο γεγονός πως το !ολτόμετρο της ανόδου

πολλές :ορές Yέπαι@εZ μετα/ύ κάποιων τιμών με αποτέλεσμα να

δυσκολευόμαστε να απο:ασίσουμε για την εκάστοτε μέτρηση 8πιπλέον,

θα μπορούσαμε να μειώσουμε τις αποκλίσεις εάν είχαμε περισσότερο

χρόνο ώστε να πάρουμε περισσότερες μετρήσεις έχοντας πάντα μικρό

!ήμα >K,C G52*? ώστε να έχουμε πιο ευδιάκριτες !υθίσεις και να !ρούμε με

καλύτερη προσέγγιση τα ελάχιστα

Aέλος, θα ήθελα να επισημάνω πως για τον καθορισμό των ελαχίστων για

κάθε μία από τις γρα:ικές παραστάσεις όρι@α την πιο κοντινή μέτρηση

στο ελάχιστο της παρα!ολής που σχεδία@ε το )S&)2 8πομένως, αυτός


26/26

είναι ένας ακόμη πιθανός παράγοντας απόκλισης από τη θεωρητική τιμή

των αποτελεσμάτων μου

Πείραμα 4 - Franck - Hertz

Documents

Transcript of Πείραμα 4 - Franck - Hertz