冉紹爾一湯森效應(yīng)-武漢大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心解讀-文庫吧資料
2024-10-28 18:01本頁面
【正文】 Q隨著電子能量的減小而增大，約在10eV附近達(dá)到一個(gè)極大值，而后開始下降，當(dāng)電子能量逐漸減小到1eV左右時(shí)，有效散射截面Q出現(xiàn)一個(gè)極小值。，并學(xué)習(xí)用量子力學(xué)理論加以解釋。 Ps 與電子速度的關(guān)系。這只能用量子力學(xué)才能作出滿意的解釋。當(dāng)電子能量較高時(shí)，電子與氬原子的碰撞散射截面隨著電子能量的降低而增大；當(dāng)電子能量小于十幾個(gè)電子伏特后，發(fā)現(xiàn)散射截面卻隨著電子的能量的降低而迅速減小?！鬃幼x書給人以快樂、給人以光彩、給人以才干。——高爾基1少而好學(xué)，如日出之陽；壯而好學(xué)，如日中之光；志而好學(xué)，如炳燭之光?！懹?讀一本好書，就如同和一個(gè)高尚的人在交談——歌德1讀一切好書，就是和許多高尚的人談話。1我撲在書上，就像饑餓的人撲在面包上。——陳壽1書是人類進(jìn)步的階梯。讀書要三到：心到、眼到、口到玉不琢、不成器，人不學(xué)、不知義。黑發(fā)不知勤學(xué)早，白首方悔讀書遲。我所學(xué)到的任何有價(jià)值的知識(shí)都是由自學(xué)中得來的。書山有路勤為徑，學(xué)海無涯苦作舟。5． 液氮是窒息性氣體，應(yīng)保持實(shí)驗(yàn)室有良好的通風(fēng)。4． 所有盛低溫液體的容器都不能完全封死，必須留有供蒸汽逸出的孔道，否則由于不可避免的外界露熱使低溫液體逐漸氣化，容器中的壓強(qiáng)將逐漸升高，最后會(huì)導(dǎo)致裝置損壞或者爆炸。同時(shí)，還應(yīng)該避免尖角劃傷玻璃，否則該處遇冷時(shí)容易破裂。2． 使用玻璃杜瓦瓶時(shí)，應(yīng)避免驟冷驟熱。思考題1． 影響電子實(shí)際加速電壓值的因素有哪些？有什么修正方法？2． ，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該降壓使用，例如2V或者3V，為什么？3． ，按照經(jīng)典氣體分子運(yùn)動(dòng)論計(jì)算其散射截面及電子平均自由程，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較，并進(jìn)行討論。，應(yīng)該保證加速電*/Is*Ip)~Va關(guān)系圖，或者根據(jù)公式（14）做Ps~Va的關(guān)系圖，測量低能電子與氣體原子的散射幾率Ps隨著電子能量變化的關(guān)系。做ln(IpIs注意事項(xiàng)：，注意不要將管子金屬底座浸入液氮，以防止管子炸裂。6）將電子碰撞管從保溫杯中取出，將保溫杯中剩余的液氮注入大的液氮杜瓦瓶中，等到電子碰撞管恢復(fù)到室溫情況，調(diào)節(jié)加速電壓為零，此時(shí)為保證陰極溫度不變，改變燈絲電壓Eh的大小，使得在加速電壓Ea=1V的情況下Ip*+Is=I*+Ips，這是因?yàn)樵诩铀匐妷簽?V時(shí)的散射幾率最小，最接近真空的情況。如果仍舊不是同時(shí)有電流，重復(fù)以上過程，直至達(dá)到上述要求。4）關(guān)閉FDRTEA型冉紹爾—湯森效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀電源組主機(jī)電源開關(guān)，等到微電流計(jì)主機(jī)上兩個(gè)表頭示值全部為“”時(shí)，把碰撞管下部約1/2浸入液氮（注意：電子碰撞管應(yīng)該緩慢浸入液氮，以避免管殼突然受冷而爆裂），觀察微電流計(jì)兩個(gè)表頭是否同時(shí)有電流出現(xiàn)。2）首先打開FDRTEA型冉紹爾—湯森效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀微電流計(jì)主機(jī)，調(diào)節(jié)微電流計(jì)“CURRENT Ip MEASURE”和“CURRENT IS MEASURE”的調(diào)零電位器，將示值全部調(diào)節(jié)為“”（注意此時(shí)應(yīng)該將兩個(gè)換檔開關(guān)全部置于最小，即左邊“CURRENT IPMEASURE”置于“2mA”檔，右邊“CURRENT IS MEAUSRE”檔置于“20mA”檔）。圖7 直流測量冉紹爾湯森效應(yīng)實(shí)驗(yàn)線路圖圖8 直流測量冉紹爾湯森效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀器連接圖1）在前面交流測量冉紹爾—湯森效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上（即保證示波器觀察到的波形符合實(shí)驗(yàn)要求），理解圖7所示的電路圖，直流測量冉紹爾—湯森效應(yīng)實(shí)驗(yàn)。6）保溫杯中注入液氮，把碰撞管下部約1/2浸入液氮（注意：電子碰撞管應(yīng)該緩慢浸入液氮，以避免管殼突然受冷而爆裂），示波器觀察S板和P板電流的變化，并與室溫下曲線做比較，思考變化的原因。這是可以在示波器上定性觀察到電流IP和IS與加速電壓的關(guān)系。置CH2為“AC”耦合，“50mV”或者“100mV”檔。2）打開主機(jī)和示波器電源，調(diào)節(jié)電子碰撞管陰極電源“Eh”至“2V”左右，（，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該降壓使用，例如2V或者3V），補(bǔ)償電壓“EC”先調(diào)節(jié)至“0V”。圖4 FDRTEA型冉紹爾曲線效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀四 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1．交流測量測量線路如圖5所示，儀器連接如圖6所示。三 實(shí)驗(yàn)裝置FDRTEA型冉紹爾湯森效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀主機(jī)兩臺(tái)（一臺(tái)為電源組，另外一臺(tái)是微電流計(jì)和交流測量裝置）、電子碰撞管（包括管固定支架）、低溫容器（盛放液氮用，液氮溫度77K）組成，實(shí)驗(yàn)時(shí)還需要一臺(tái)雙蹤示波器。232。247。231。IP(IS+IP)246。PS（23）式中L為屏極隔離板矩形孔到板極之間的距離。P248。I(I*+I*)247。QL=ln231。電子總有效散射截面Q和散射幾率有如下的簡單關(guān)系：PS=1exp(QL)*230。由于陰極電流IK分成兩部分IS1和I0，它們不僅與IK成 比例，而且它們之間也有一定的比例關(guān)系，這一比值稱為幾何因子f，即有f=I0 IS（15）幾何因子f是由電極間相對張角及空間電荷效應(yīng)所決定，即f與管子的幾何結(jié)構(gòu)及所用的加速電壓、陰極電流有關(guān)。圖2 充氙電子碰撞管示意圖圖3 直流測量冉紹
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