P6.2.4.1 Эксперимент Франка-Герца с ртутью - Запись с помощью осциллографа

Этот эксперимент предлагается в двух вариантах, экспериментах P6.2.4.1 и P6.2.4.2, которые отличаются только средствами записи и оценки данных измерений. Атомы ртути заключены в тетрод с катодом, управляющим электродом сетчатого типа, ускоряющей сеткой и электродом-мишенью. Управляющая решетка обеспечивает практически постоянный ток излучения катода. Между ускорительной сеткой и электродом-мишенью подается противоположное напряжение. Когда ускоряющее напряжение U между катодом и ускоряющей сеткой увеличивается, целевой ток I близко соответствует характеристике трубки, как только он поднимается выше противоположного напряжения. Как только электроны приобретают достаточную кинетическую энергию для возбуждения атомов ртути в результате неупругих столкновений, электроны больше не могут достигать цели, и целевой ток падает. При этом ускоряющем напряжении зона возбуждения находится непосредственно перед сеткой возбуждения. Когда ускоряющее напряжение увеличивается еще больше, зона возбуждения перемещается к катоду, электроны могут снова накапливать энергию на своем пути к сетке, и целевой ток снова увеличивается. Наконец, электроны могут снова возбудить атомы ртути, целевой ток снова падает и так далее. Таким образом, характеристика I(U) демонстрирует периодические изменения, в результате чего расстояние между минимумами ΔU = 4,9 В соответствует энергии возбуждения атомов ртути из основного состояния 1S0 в первое состояние 3P1.