Optika 1-Laboratoriya ishi yorug’likning qaytish va sinish qonunlarini o’rganish

ISHNING BAJARILISH TARTIBI

1. Simobli yoki He-Ne li nur trubkani Rumkorf g’alta­giga ulab, vertikal holatda o’rnating va Rumkorf g’altagiga 6-8 V o’zgarmas kuchlanishni to’g’rilagichdan bering.

2. Spektroskop kollimatori tirqishini vertikal holatta keltirib, spektral nay qarshisiga keltiring.
3. Ko’rish trubasi orqali chiziqli chiqarish spektrlari­ni kuzatib, avvalgi 2-bo’limiing 13-laboratoriya ishidagi­dek =f(n) bog’lanishlar grafigini millimetrli qog’ozga chi­zib oling.
4. Asbobni tarmoqdan uzing va spektral naylarni nav­bati bilan almashtirib, chiziqli spektrga mos keluvchi mik­rometrik vint ko’rsatishlarini 1-jadvalga yozing.
1-jadval

№

Modda

Spektr chizig’i rangi

Mikrometr vint ko’rsatkichi

To’lqin uzunligi

5. =f(n) bog’lanishlar grafigidan to’lqin uzunlikla­rini aniqlang va natijalarni jadvalga yozib boring.
6. Tajribani 8-10 marta takrorlang, olingan natija­larni adabiyotlardagi natijalar bilan solishtiring.
7. Rumkorf g’altagini tarmoqdan ajrating va ish joy­ini yig’ishtirib qo’ying.
2-laboratoriya ishi


FRANK-GERTS TAJRIBASINI O’RGANISH
[16.457-465,23.477-480]


Ishning maqsadi: Elektronlar energiyasining diskret­ligini tekshirish, atom tuzilishini o’rganish.


ISH TO’G’RISIDA NAZARIY TUSHUNCHA

Ma’lumki, 1906-1911 yillari Rezerford tomonidan alfa zarrachalarning oltin zarvaraqdan sochilishini o’rganishdan chiqargan xulosasi atom tuzilishini o’rganishda re­volyutsion qadam bo’ldi. Rezerford xulosasiga ko’ra atom­ning asosiy massasi uning markazida joylashgan bo’lib, bu markazda musbat zaryadlangan yadro joylashgan. Manfiy za­ryadli zarracha elektron yadro atrofida aylanib yuradi. Re­zerford bu modelini quyosh tizimiga qiyoslab, atomning planetar modeli deb atadi.

Rezerford modeliga asosan elektron yadro atrofida ix­tiyoriy orbitalarda bo’la olishi mumkin. Klassik fizika nuqtai nazaridan bu model juda ishonarli bo’lsa-da, nurla­nish va nur yutish qonuniyatini to’la ifodalay olmaydi. Bundan tashqari, u tezlanishli harakat qiladi. Elektrodinamikaga asosan, tezlanishli harakat qilayotgan elektron o’zidan elektromagnit to’lqinlar nurlantiradi va uzluksiz energiyasini yo’qotib boradi. Elektronning energiyasi kamayib-kamayib borib, oxiri yadroga tushib qolishi kerak, aslida ma’lumki, tabiatda atomlar barqarordir.
Rezerfordning atom modelini 1913 yilda daniyalik olim Nils Bor mukammallashtirdi. Bor kuzatilgan dalillar asosida o’zining postulatlarini yaratdi (1-ishning nazariy qismiga qarang).
Borning bu postulatlari Frank-Gerts tajribasi deb ata­luvchi quyidagi tajribada tasdiqlandi.
Gazlarda elektr toki tabiatini o’rganish uchun ichidan ha­vosi so’rib olinib, o’rniga o’rganilishi kerak bo’lgan gaz qamalgan diod va triodlardan foydalanish mumkin. Diod­ning katodi qizdirilsa, undan elektronlar otilib chiqadi. Anodga musbat kuchlanish berilsa, katoddan otilib chiqqan elektronlar anod tomonga harakatlanib, anodga yetib bora­di. Natijada katod bilan anod orasida elektronlar oqimi hosil bo’ladi va dioddan tok o’ta boshlaydi. Shu tok kuchining kattaligi anodga be­riladigan kuchlanishga bog’liq. Bu bog’lanishning grafigi 2,a-rasmda ko’rsatilgan bo’lib, diod lampaning volt-amper xarakteristikasi deyiladi. To’yinish toki hosil bo’lguncha tok kuchi kuchlanishga to’g’ri proporsional bo’ladi.

2-rasm
Frank va Gerts shisha ballon ichidagi gazga simob bug’i aralashtirib, tajribani qaytardilar. Simob bug’i aralash­gan gazdan elektronlar o’tayotganda (katoddan anodga tomon) diodning volt-amper xarakteristikasiniig ko’rinishi 2,b-­rasmdagidek bo’ladi.
Tok kuchi kuchlanish ortishi bilak chiziqli ortish o’rniga ba’zan birdan kamayib ketadi. Bunga sabab nima? Tajriba­da anod kuchlanishi qiymatining o’zgarishiga e’tibor be­rilganda kuchlanish 4,9 V va shu qiymatga 2,3,4 marta karra­li bo’lganda anod toki sakrab o’zgaradi. Bu hol shunday tu­shuntiriladi. Katoddan uchib chiqqan elektronning elektr maydonida tezligi ortadi. Elektronning kinetik energiyasi E simob atomini qo’zg’ota oladigan, ya’ni ionlashtira oladi­gan darajaga yetganda, simob atomidagi elektronni urib chiqara oladi. Simob atomidagi elektronning yadroga bog’lanish energiyasi 4,9 elektronvoltga teng. Bu holat si­mob atomining eng kichik energetik holati bo’ladi. Katoddan chiqib, 4,9 elektronvoltgacha energiya ola olmagan elektron­lar simob atomini ionlashtira olmaydi. 4,9 eV dan ortiq energiyalilari esa, energiyasini 4,9 eV ini simob atomiga beradi, uni ionlashtiradi va elektr maydonida yana o’z energiyasini orttirib, yuqoridagi hol takrorlanadi. Elektr maydonida tezlashib, energiyasi 4,9 eV ga 2,3,4 marta kar­rali bo’lgan elektronlar 2,3 yoki 4 ta simob atomini birdan ionlashtira oladi. Yana 2,b-rasmga qaytsak, tok kuchi kuchla­nish 4,9 voltga yetganda birdan kamayib ketadi, demak shu qiymatga teng energiyali elektronlar simob atomi tomoni­dan "tutiladi". Elektronlar oqimining kamayishi tok ku­chining kamayishi degan gap. Shu usul bilan bir necha atom­larning energetik sathlari aniqlangan.