تبليغات
تبلیغات در دانشجو کلوب محک :: موسسه خيريه حمايت از کودکان مبتلا به سرطان ::
جستجوگر انجمن.براي جستجوي مطالب دانشجو کلوپ مي توانيد استفاده کنيد 
برای بروز رسانی تاپیک کلیک کنید
 
امتیاز موضوع:
  • 1 رأی - میانگین امتیازات: 5
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

آزمايش فرانك-هرتز

نویسنده پیام
  • خاطره بانو
    آفلاین
  • مدیر بازنشسته
    ****
  • ارسال‌ها: 10,850
  • تاریخ عضویت: تير ۱۳۹۰
  • اعتبار: 414
  • تحصیلات:لیسانس
  • علایق:پياده روي - موزيك
  • محل سکونت:تهران
  • سپاس ها 19538
    سپاس شده 15295 بار در 6555 ارسال
  • امتیاز کاربر: -152,327$
  • حالت من:حالت من
ارسال: #1
Star آزمايش فرانك-هرتز
نگاه اجمالي
بر اساس نظريه مكانيك كوانتومي مي‌دانيم كه دستگاه هاي اتمي مانند اتم هيدروژن كوانتيده‌اند و انرژي‌هاي مجاز گسسته‌اند بنابراين يك فوتون با انرژي h) hv ثابت پلانك و v فركانس نور است) تنها در صورتي مي تواند توسط اتم جذب شود كه انرژي آن با اختلاف انرژي بين دو حالت مجاز در ساختمان اتم برابر باشد. ممكن است اين سوال در ذهن ايجاد شود كه آيا مي‌توان انرژي يك دستگاه كوانتيده را از طريق برخورد با ذرات ديگر، مانند الكترون نيز تغيير داد.
آزمايش فرانك - هرتز در مقام پاسخ گفتن به اين سوال طراحي و اجرا شده است.
تاريخچه
براي نخستين بار در سال 1914 آزمايش فرانك و هرتز نشان داد كه بر انگيختگي انتها توسط بمباران ذره‌اي امكان‌پذير است و كوانتش انرژي بر اين فرآيند نيز حاكم است.
آزمايش فرانك هرتز در مورد اتم هيدروژن
فرض كنيد اتمهاي هيدروژن ، در حالت پايه ، توسط يك باريكه انرژي از الكترونهايي كه انرژي جنبشي آنها از 10.2 الكترون ولت (انرژي برانگيختگي اولين حالت برانگيخته هيدروژن) كمتر است بمباران شوند. چون اتم هيدروژن در حالت پايه نمي‌تواند انرژي خود را كمتراز اين تعداد افزيش دهد الكترونها با اتمهاي هيدروژن بطور كاملا كشسان برخورد مي‌كنند (برخورد كشسان) و انرژي جنبشي كل ذرات خروجي در اين برخورد، با انرژي جنبشي كل ذرات وروديكاملا برابر است.
از طرف ديگر، الكترونهاي تك انرژي كه انرژي جنبشي آنها دقيقا برابر با 10.2 الكترون ولت است با اتم هاي هيدروژن در حالت پايه برخوردمي‌كنند و اين برخورد مي‌تواند غير كشسان باشد.در اين حالت با تبديل انرژي جنبشي اوليه الكترون به انرژي داخلي اتم هيدروژن ، اين اتم يك گذار به ترازهاي بالا ، از حالت پايه به اولين حالت برانگيخته ، انجام مي‌دهد. اتم هايي كه به اين طريق به يك حالت برانگيخته مي‌رسند پس از آن مي‌توانند با گسيل يك فوتون با انرژي 10.2 الكترون ولت ، به حالت پايه واپاشيده شوند.
اگر الكترونهاي بمباران كننده داراي انرژي جنبشي بيشتر از 10.2 الكترون ولت باشند، نيز برخورد كشسان خواهد بود، فقط مقدار 10.2 الكترون ولت به انرژي داخلي برانگيختگي اتم تبديل خواهد شد. انرژي جنبشي باقيمانده به صورت انژي جنبشي الكترون خروجي ظاهرمي‌شود. با افزايش باز هم بيشتر انرژي ذرات بمباران كننده ، اتمها مي‌توانند به دومين حالت برانگيخته و به حالتهاي بالاتر برسند. در هر كدام از اين برخوردهاي غير كشسان ، اتم فقط آن انرژي را كه باعث گذار از يك تراز انرژي كوانتيده به ترازبالاتر خواهد شد، جذب مي‌كند و مازاد انرژي بصورت انرژي جنبشي الكترون خروجي خواهد بود.
آزمايش فرانك - هرتز با بخارجيوه
در آزمايش اوليه فرانك - هرتزالكترونها وادار به برخورد با اتمهاي بخار جيوه شدند، طول موج تابش متناظر با گذار بين حالت پايه و اولين حالت برانگيخته جيوه برابر 2536 آنگستروم است. انرژي معادل با آن برابر با 21.88 الكترون ولت است. فرانك و هرتز دريافتند كه الكترونهايي با اين حداقل انرژي جنبشي براي توليد برانگيختگي در اتمهاي جيوه مورد نياز هستند. اين مطلب از اين حقيقت استنباط شد كه وقتي انرژي الكترونها از 4.88 الكترون ولت كمتر بود، برخوردها كاملا كشسان بودند، ولي وقتي كه انرژي آنها بيشتر بود تعدادي برخورد غير كشسان رخ مي‌داد. در همان زمان معلوم شد كه اگر ، و فقط اگر ، الكترونهايي با حداقل انرژي برانگيختگي 4.88 الكترون ولت با اتمهاي جيوه برخورد كنند، اتمهاي جيوه تابش 2536 آنگسترومي گسيل مي‌كنند.
اهميت تاريخي آزمايش فرانك- هرتز
اهميت تاريخي آزمايش فرانك- هرتز در اين است كه ، اين آزمايش نشان داد كه دستگاههاي اتمي كوانتيده‌اند و اين موضوع ، نه فقط در جذب و گسيل فوتون ، بلكه در بمباران ذره‌اي نيز نمايان شد. در عمل مي‌توان برخوردهاي غير كشسان الكترونها را از طريق اندازه گيري جريان الكتريكي ناشي از حركت الكترونها در يك گاز مولكولي مشاهده كرد.
روشهاي ديگر براي آزمايش فرانك - هرتز
روش ساده‌تر و متداولتري براي انگيختن اتمها توسط فرانك - هرتز پيشنهاد شد. در اين روش از تخليه الكتريكي توسط يك ميدان الكتريكي خارجي استفاده مي‌شود كه در آن الكترون ها و يونها شتاب مي‌گيرند و انرژي جنبشي خيلي بالا كسب مي‌كنند. اين روش در عمل ، با اعمال يك اختلاف پتانسيل الكتريكي بين دو الكترود واقع در يك اتاقك شيشه‌اي محتوي گاز انجام مي‌شود. از اين رو با برانگيختگي گرمايي و برانگيختگي الكتريكي طيفهاي گسيلي توليد مي‌شود.***

مطالب مشابه ...



زاده شده تیر مغرور است
نمی گوید دوستت دارم تا زمانی که مطمئن شود او نیز دوستش دارد

اما همینکه مطمئن شد، غرورش مالامال به عشقی دست نیافتنی تبدیل می شود

آزمايش فرانك-هرتز

۵-۶-۱۳۹۰ ۰۷:۱۴ عصر
جستجو یافتن همه ارسال های کاربر اهدا امتیازاهدای امتیاز به کاربر پاسخ پاسخ با نقل قول
  • senior engineer
    آفلاین
  • مدیرکل  سایت
    *******
  • ارسال‌ها: 16,405
  • تاریخ عضویت: مرداد ۱۳۹۰
  • اعتبار: 587
  • تحصیلات:لیسانس
  • علایق:نگاه کردن توی چشم...
  • محل سکونت:خونمون
  • سپاس ها 40812
    سپاس شده 37095 بار در 12451 ارسال
  • امتیاز کاربر: 1,035,949$
  • حالت من:حالت من
ارسال: #2
RE: آزمايش فرانك-هرتز
. چون اتم هيدروژن در حالت پايه نمي‌تواند انرژي خود را كمتراز اين تعداد افزيش دهد الكترونها با اتمهاي هيدروژن بطور كاملا كشسان برخورد مي‌كنند (برخورد كشسان) و انرژي جنبشي كل ذرات خروجي در اين برخورد، با انرژي جنبشي كل ذرات وروديكاملا برابر است.
((فک کنم کاملا برابر نباشه.چون بالاخره صحبت از برخورده و کمی انرژی پتانسیل تولید میشه.هر چند میزان ای اتلاف انرژی خیلی کمه و میشه صرف نظر کرد.))
در ضمن فک میکنم آزمایش هرتز فقط روی اتم هیدروژن انجام شده.بنابرین نواقصی هم داره؟سوالم اینه آیا نواقص داره یا نه؟اگه داره چین؟؟؟؟
ولی در کل جالب بود
سلام خدمت همه ی عزیزان
من دوباره اومدم...تازه تر از همیشه...
بازم در خدمتتونمKhansariha (214)

۹-۶-۱۳۹۰ ۱۲:۱۳ عصر
جستجو یافتن همه ارسال های کاربر اهدا امتیازاهدای امتیاز به کاربر پاسخ پاسخ با نقل قول

برای بروز رسانی تاپیک کلیک کنید


مطالب مشابه ...
موضوع: نویسنده پاسخ: بازدید: آخرین ارسال
  [گزارش کار] گزارش كار آزمايشگاه فيزيك حرارت آزمايش بويل ماريوت senior engineer 0 3,730 ۷-۹-۱۳۹۱ ۰۵:۳۹ عصر
آخرین ارسال: senior engineer
Star ده آزمايش برتر فيزيك (٢) خاطره بانو 0 873 ۲۸-۵-۱۳۹۰ ۰۲:۰۸ عصر
آخرین ارسال: خاطره بانو
Star ده آزمايش برتر فيزيك (١) خاطره بانو 2 774 ۲۷-۵-۱۳۹۰ ۱۰:۳۵ عصر
آخرین ارسال: خاطره بانو

پرش به انجمن:

کاربرانِ درحال بازدید از این موضوع: 1 مهمان