Коммерциялық емес акционерлік қоғам Физика кафедрасы кванттық физика
жүктеу/скачать 1,32 Mb. Pdf көрінісі
|
kvanttyk fizika kaz
- Бұл бет үшін навигация:
- Тапсырмасы: мыс ионының де-Бройль толқынының ұзындығын анықтау. 5.1 Ӛлшеу тәсілі және тәжірибе қондырғысының сипаттамасы
| 4.3
Бақылау сұрақтар 4.3.1 Шығару және жұтылу спектрлері деген не? 4.3.2 Спектрометрдің құрылысы және жұмыс істеу принципі. 4.3.3 Спектрометрдің бӛліктенуі қалай және не үшін жасалады ? 4.3.4 Жұмыстағы h мәнін анықтау әдістемесін түсіндіріңіз. 4.3.4 Атомның стационарлық күйі дегеніміз не? 4.3.5 Энергияның дискреттік мәндері, энергетикалық деңгейлері. 4.3.6 Спектрлік анализ деген не? 4.3.7 Призматикалық және дифракцилық спектрлер. 5 ОТТ-12 зертханалық жұмыс. Мыс ионының дифракциясын бақылау. Жұмыстың мақсаты: мыс ионының толқындық қасиеттерін бақылау Тапсырмасы: мыс ионының де-Бройль толқынының ұзындығын анықтау. 5.1 Ӛлшеу тәсілі және тәжірибе қондырғысының сипаттамасы Кванттық механиканы ашудағы негізгі кезеңдегі ӛте маңызды мәселе микробӛлшектердің толқындық қасиеттері (электрондар, протондар, атомдар т.б.) болып табылады. Луи де-Бройль болжауынан корпускулалық-толқындық дуализм (бір мезгілде корпускулалық (бӛлшектік) және толқындық қасиеттердің болуы) тек қана жарыққа ғана тән емес, жалпылама мінездеме екені кӛрінеді. Шекті импульсі р зат бӛлшектерінің толқындық қасиеттері болады, олардың қозғалысына де-Бройль формуасы бойынша белгілі бір толқын ұзындығы сәйкес келеді m h p h (5.1) мұндағы m-бӛлшек массасы, -оның жылдамдығы, h=6,62·10 -34 Дж·с - Планк тұрақтысы. Қозғалған бӛлшектердің толқындары де-Бройль толқындары деп аталды. Берілген жұмыста диаметрі, массасы m және жылдамдықпен қозғалатын иондарға сәйкес келетін толқын ұзындығымен шамалас дӛңгелек саңылаудағы мыс ионының дифракциясы зерттеледі. Электр ӛрісімен үдетілген иондар Д диафрагмасындағы саңылаудан ӛткенде дифракцияланады (5.1 суретке қараңыз). 5.1 сурет Экранда максимумдар мен минимумдардан тұратын сақиналардың дифракциялық суретін саламыз. Иондар толқынының ұзындығын де-Бройль (5.1) формуласы бойынша анықтаймыз . Жарықтың дифракция теориясынан саңылауда жинақталатын жазық толқынның λ ұзындығы мен Френель зоналар санының қатынасы nl r 2 (5.2) мұндағы r-тесіктің радиусы; l -диафрагма мен экранның арасындағы арақашықтық. Экрандағы қараңғы және жарық сақиналардың жалпы n саны Френель зонасының санына тең, яғни тәжірибеде ылғи да бүтін сан беретін қараңғы және жарық сақиналарының n санын алуға болады. Бүтін саннан тұрмайтын Френель зонасын бүтін саннан тұратын қараңғы және жарық сақиналармен теңестіру бұл әдістегі негізгі қателіктерді береді. Мыс ионының массасы үлкен m=1,05·10 -25 кг ( бұл протонның массасынан 100 есе және электронның массасынан шамамен 100 мың есе үлкен) бірақ оның электрлік ӛрісі әсерінен электролиттегі бағытталған қозғалысының жылдамдығы ӛте аз (см/сағ қана). Сондықтан тәжірибеде электролиттегі иондардың ағынының толқындық қасиеттерін оңай байқауға болады. Жұмыста де-Бройль формуласы арқылы толқын ұзандығын есептегенде мыс ионының бағытталған қозғалысының жылдамдығын білу қажет. Оны мына формула арқылы анықтауға болады L U b (5.3) мұндағы U-электрондар арасындағы потенциялдар айырмасы; L- электродтардыңдың арақашықтығы; b -иондардың қозғалғыштығы. Электролиттегі ӛрістің кернеулігі 1B/м болғанда иондардың қозғалғыштығы ерітіндінің концентрациясына және электролиттің температурасына тәуелді. Бӛлмелік температурада тұрған ерітіндінің әлсіз концентрациясы үшін, иондардың қозғалғыштығын b=4.8·10 -8 (м/с)/(В/м) деп алуға болады. Мыс иондарының дифракциясын зерттейтін қондырғының негізгі бӛлігі электролитті ванна, ол тотияйнның (CuSO 4 ) судағы ерітіндісімен толтырылған және екі электрод - мыс (1) және кӛмірден (2) (катод, 5.2- сурет) тұратын шыны ыдыстан жасалған. Катодқа резиналық сақиналар (3) кӛмегімен дӛңгелек сақиналары бар (5) диафрагма (4) бекітіледі. Диафрагмада жапсырылған кертік (6) кӛмегімен катод беті мен диафрагма арасында саңылау болады. Егер К кілті арқылы Б акумуляторлар батареясы мен электролиттік ваннаның электродтарын тұйықтасақ, электролитте анодтан катодқа бағытталған электр ӛрісі туады. Мыстың оң зарядталған иондары катодқа тартылады да, диафрагманың саңылаулары арқылы ӛтіп, дифракция әсерінен катодқа тұтас дақ болып емес, 5.2 сурет ол жарықтың дифракциясы сияқты жеке - жеке сақиналар түрінде орналасады. жүктеу/скачать 1,32 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|