Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
3. Закони руху системи матеріальних точок та твердого тіла. Тензор інерції.
Розглянемо систему, що складається з матеріальних точок (м.т.). Нехай всередині неї та на неї діють деякі сили. Поділимо їх на внутрішні та зовнішні. Запишемо другий закон Ньютона для матеріальної точки з даної системи: (1), де - сумарна зовнішня сила, що діє на і-ту м.т.; - сила, з якою j-та точка діє на і-ту. Вважаємо, що та підкоряються 3-му закону Ньютона. Записавши (1) для кожної точки системи та просумувавши всі отриманні рівняння, маємо: (2). З урахуванням третього закону Ньютона, тобто співвідношення (), перепишемо (2) як: (3) Нехай R-радіус вектор даної системи: - задає точку-центр мас системи. Перепишемо рівняння (3) в такому вигляді:. Центр мас рухається так, ніби в ньому зосереджена вся маса системи і до нього прикладена . Повна кількість руху системи: => - це математичне формулювання закону збереження імпульсу. Введемо момент кількості руху системи: , а повний момент сил: . Можна показати, що - це закон збереження моменту кількості руху.
Абсолютно тверде тіло (а.т.т.) - це система частинок, відстані між якими не змінюються в процесі руху. Рух а.т.т. має 6 ступенів вільності – 3 поступальних та 3 обертальних. Для опису поступальних, зазвичай, використовують координати центру мас¸а для опису обертальних – кути Ейлера. - кут прецесії, 0≤≤2; - кут нутації, 0≤≤; - кут власного обертання, 0≤≤2. Поступальних рух описується рівнянням , а обертальний - . Для опису обертального руху вводиться нова величина – кутова швидкість , така що: . Через можна виразити момент імпульса тіла:
Або , де І – тензор інерції. Тензор інерції може бути записаний через розподіл частинок, що утворюють т.т.
Для будь-якого т.т. тензор інерції може бути діагоналізований вибором системи координат. Вісі такої системи координат називають головними вісями тіла.
якщо Іх= Іy= Іz, то тіло має сферичну симетрію;
якщо Іх= Іy≠ Іz, то тіло має циліндричну симетрію; якщо Іх≠ Іy≠ Іz, то тіло – несиметричне.
10. Основні закони термодинаміки. Формулювання другого закону термодинаміки через ентропію. Статистичне означення ентропії.
0. Нульове начало термодинаміки: Умовою рівноваги між системами або частинками є умова рівності їх температур (і це твердження не залежить від виду обраного термометра).
Температура – характеристика стану теплової рівноваги. Функція, що зв’язує тиск, об’єм і температуру фізично однорідної системи, яка перебуває в термодинамічній рівновазі називається рівнянням стану.
1. Перший закон ТД: , , де - робота над системою, - кількість теплоти, передана системі, - зміна внутрішньої енергії.
Неможливий періодично діючий пристрій, що виконує роботу лише за рахунок зміни внутрішньої енергії (неможливий двигун першого роду).
2. Другий закон ТД: Не існує періодично діючого пристрою, що виконував би роботу лише за рахунок відбору теплоти від одного і того ж джерела (неможливий двигун другого роду). Для адіабатичного циклічного процесу , , і , тобто , тому можна знайти як функцію .
Нехай - функція, що залишається сталою при адіабатичних процесах. - однозначна функція стану – назвали ентропією. Її можна обрати адитивною, тобто . Статистичне визначення ентропії дає принцип Больцмана: , де , тут - фазовий об’єм, - відстань між гіперповерхнями сталої енергії, - стала Больцмана. - для рівноважних процесів; - для нерівноважних процесів; Для нерівноважного циклічного процесу , тобто .
Другий закон ТД для нерівноважних процесів: Для адіабатичного процесу ентропія системи зростає.
3. ,
При маємо: , тобто
Третій закон ТД: по мірі наближення Т до 0 К ентропія будь якої рівноважної системи () перестає залежати від будь-яких ТД параметрів системи. І в граничному випадку К приймає одне і теж для всіх систем стале значення, яке можна прийняти за нуль.
11. Розподіл Максвела і Больцмана та їх експериментальна перевірка.
Розглянемо газ, що складається з великої кількості молекул N, що знаходяться в стані теплового руху при сталій температурі. Силові поля не діють. Кінетична енергія залежить від , а потенціальна – від коорд. Розглянемо розподіл молекул по швидкостям. Імовірність знайти молекулу в інтервалі швидкостей дорівнює: (так як ).
З умови нормування : . Розподіл Максвела – це розподіл по швидкостях, не залежить від напряму швидкості, то ж перейдемо до сферичної системи координат .
Остаточно маємо: - розподіл Максвела.
Розглянемо розподіл по координатах в потенціальному полі .
Імовірність знайти частинку в області об’єму дорівнює . Знайдемо з умови нормування .
Тоді кількість часинок в області : , а концентрація . Нехай концентрація частинок в місці з нульовою потенціальною енергією , тоді концентрація частинок в місці з енергією дорівнює - розподіл Больцмана. Експериментальна перевірка закону Максвела.
Дослід Штерна. Прилад: два коаксіальні циліндри, у внутрішньому проріз паралельний вісі. Повітря відсутнє. Всередині срібна розжарена нитка випромінює атоми зі швидкостями, що відповідають температурі нитки. На зовнішньому циліндрі осідає тонка смужка атомів.
Якщо прилад обертати навколо вісі з деякою кут. швидкістю, то товщина шару молекул буде різна, так як час прольоту відстані між циліндрами , а відповідно і кут, під яким попаде молекула, буде залежним від швидкості. Дослід дає якісне підтвердження розподілу Максвела.
Експериментальна перевірка розподілу Больцмана.
Дослід Перена. Перевірка основана на перевірці барометричної формули (розподіл в полі тяжіння). Використовуються великі частинки, такі що можна спостерігати, і рідина, приблизно однакової густини. Вимірюючи, як розподілені частинки з висотою, можна перевірити розподіл Больцмана: .
17. Рівняння максвела, як узагальнення експериментальних фактів.
Рівняння Максвела сформульовані на основі узагальнення емпіричних законів електричних та магнітних явищ. Ці рівняння зв’язують величини, що характеризують електромагнітне поле, з його джерелами, та з розподілами в просторі електричних зарядів та струмів. У вакуумі електромагнітне поле характеризується напруженістю електричного поля (означення – векторна величина, що є основною, кількісною характеристикою, електричного поля, визначається відношенням сили, що діє зі сторони поля на заряд, де величини цього заряду) та індукцією ( означення – векторна величина, що є середнім значенням, сумарної напруженості мікроскопічних магнітних полів, створена окремими зарядженими частинками або ).
Перше рівняння максвела є узагальненням емпіричного закону Біо-Савара. Але, крім звичайного електричного струму, Максвелом був введений струм зміщення, який пропорційний зміні електричного поля з часом і відображає явище магніто електричної індукції. Закон Біо-Савара:
Перше рівняння Максвела:
або в диференційній формі: , де - густина струму.
Друге рівняння Максвела є математичним формулюванням закону електромагнітної індукції Фарадея.
; ; і зв’язок
Третє рівняння Максвела виражає дослідні данні про відсутність магнітних зарядів.
;
Четверте рівняння Максвела ще називають теоремою , Гауса воно є узагальненням закону Кулона.
закон Кулона
Четверте рівняння Максвела
і зв’язок
- густина зарядів; і в загальному випадку
30. Квантування електромагнітного поля. Фотони.
Експерименти з короткохвильовим випромінюванням ( рентгенівські і гамма-промені ) показали, що світло мусить мати корпускулярні властивості. Ейнштейн першим звернув на це увагу і намагався теоретично обґрунтувати дискретність електромагнітного випромінювання. Розглянемо об’єм , в якому в межах його частини відбуваються флуктуації. Ймовірність знайти n частинок в об’ємі , вважаючи, що рухи цих частинок не скорельовані, . Ейнштейн показав, що ймовірність мати енергію для електромагнітного випромінювання буде: . Прирівнюючи ці два результати, бачимо, що світло поводить себе як сукупність частинок. Ці частинки називаються фотонами. Нехай ми маємо флуктуації енергії . Для електромагнітного випромінювання: . Для сукупності фотонів: . Для пояснення поведінки системи для довільних довжин хвиль Планк об’єднав два закони і отримав: . Таким чином при великих довжинах хвиль світло проявляє хвильові властивості, а при малих – корпускулярні. Для опису електромагнітного поля використовують уявлення про нескінченну систему осциляторів. Тоді, вважаючи, що поле це і є ця система, можна записати для нього гамільтоніан і розв’язати квантово-механічну задачу. Ця процедура зветься квантуванням електромагнітного поля. Гамільтоніан системи матиме вигляд:
, – частота. Скориставшись операторами народження ( ) і знищення (), можна переписати в наступному вигляді:
;
;
Записавши задачу на власні значення, можна знайти, врахувавши властивості і :
тут – кількість фотонів з даними і (вектор поляризації). Отже, в результаті квантування електромагнітного поля ми побачили, що його квантами є фотони, які мають енергію .
40. Принципова схема лазера. Властивості лазерного випромінювання. Типи лазерів та їх застосування.
Принципова схема: 1- резонатор-пристрій для забезпечення додатного оберненого зв’язку (для He-Ne діелектричні інтерференційні дзеркала, одне глухе100% відбивання, друге 99%-для виводу пучка із резонатора ); 2-активне середовище, в якому створюють інверсію заселеності; 3- пристрій для створення інверсії заселеності-система накачки
Розглянемо в якості активного елемента найпростіший випадок –дворівнева система (рис).При падінні хвилі з власною частотою переходу системи: змінюються заселеності рівнів N1 i N2 (кількість
атомів в одиниці об’єму, що знаходяться на 1 та на 2 енергетичних рівнях відповідно).
dN12=BN1dt ; кількість частинок, що перейшли з 1 рівня на 2
dN21= AN2dt+ BN2dt кількість частинок, що перейшли з 2 рівня на 1
де А-коеф.Ейнштейна для спонтанного переходу, B- коеф.Ейнштейна для вимушеного переходу, -густина зовнішнього випромінення. Крім того в стаціонарному режимі при умові термодинамічної рівноваги виконуються рівняння:
N1+N2=N=const- кількість частинок в системі є сталою.
N2=N1exp(-h/kT) –при терм. рівн. кількості частинок визначаються розподілом Больцмана
dN12=dN21- умова рівноваги. При проходженні хвилі крізь шар товщиною dx її інтенсивність змінюється:dI=(N2-N1)BIh/сdx
Звідки одержали закон Бугера: I()=Iexp(-(N1-N2)Bhx/c), де І-інтенсивність світлового потоку. Якщо забезпечити інверсну заселеність(N2>N1), то інтенсивність зростає –в цьому режимі працює лазер. В дворівневій системі не можна забезпечити умову N2>N1, бо навіть в граничному випадку (велика кількість падаючих фотонів) N2=N1 .
Умова N2>N1 забезпечується в 3-х або 4-х рівневій системі. 4-х рівнева система: При
зовнішньому збуджені вимога до 3 рівня-широка полоса поглинання ,
щоб велика кількість частинок перейшла на 3 рівень. Потім відбувається
безвипромінювальний перехід на метастабільний рівень2 (час життя
якого до спонтанного випромінення велике), для накопичення великої
кількості частинок. Рівень 1 заселений значно слабіше ніж 0,виконується
умова N2>N1,випромінення 2-1 є робочим. Перехід 1-0 – безвипромінювальний.
Оптичний резонатор-пристрій, в якому можуть збуджуватися стоячі або біжучі електр-магн. хвилі. Фотон, що курсує по осі резонатора через активне середовище, викликає в ньому акти вимушеного випромінення 2-1. При чому народжені фотони мають ту саму фазу і напрям , що і падаючий фотон. Генерація почнеться тоді, коли збільшення енергії хвилі, за рахунок такого підсилення, перевищить втрати за один прохід в резонаторі. Задача резонатора серед всіх хвиль, які можуть підсилюватись, вибрати лише певні (продольні моди, якщо вздовж осі), які задовільняють фазовій умові резонатора (наприклад для Фабрі Перо L=n.Ця умова може виконуватись для хвиль ,які розповсюджуються під невеликим кутом до осі,- поперечні моди. Властивості лазерного випромінювання:
Класифікація: за активним середовищем – газові, рідині, твердотільні, напівпровідникові
За типом накачки – оптична, самостійний газовий розряд, електроіонізація, теплова та хімічна рекомбінація. За режимом роботи – імпульсний та неперервний. Застосування:-вимушене комбінаційне розсіяння, генерація вищих гармонік, самофокусування випромінювання, голографія, медицина, промисловість, точкова зварка, вивчення швидкоплинних процесів.
43. Нелінійна поляризованість. Явище генерації гармонік.
Теорія лінійної поляризованості всановлює залежність показника заломлення від частоти.
Атоми в зовнішньому електричному полі: електронні оболонки зміщуються відносно ядер => виникає дипольний момент. Цей процес називається електронна поляризація. Кількісно поляризація речовини діелектрика описується вектором , який представляє собою електричний дипольний момент середовища наведений зовнішнім полем. Зовнішнє поле описується вектором напруженості електричної хвилі . звязані матеріальним співвідношенням. В лінійній оптиці матеріальне рівняння є лінійним і має наступний вигляд: (i,k=1,2,3), де - компоненти (тензора 2-го рангу) діелектричної сприйнятливості від напруженості поля, тобто приводить лінійне рівняння до нелінійного, тобто у цьому випадку ми маємо перехід від лінійної оптики до нелінійної. Розкладемо в ряд за ступенями напруженості , де - лінійна сприйнятливість (тензора 2-го рангу); - квадратична нелінійна сприйнятливість (3-го рангу).
Нелінійна квадратична поляризованість вміщує різні комбінаційні частоти початкових електромагнітних хвиль. Отже породжені єю вторинні хвилі мають тіж самі різні комбінаційні частоти і росповсюджуються з різними швидкостями в відповідності до закону дисперсії.
Суперпозиція хвиль різних частот не цікава, оскільки вона не призводить до інтерференції. Інтерференція може відбуватися лише між хвилями однакової частоти, випроміненими в різних точках середовища. Якщо в результаті інтерференції хвилі підсилюються, то можна казати про наявність хвилі відповідної частоти, тобто про генерацію нової частоти, як про нелінійний ефект поширення хвиль в середовищі. Розглянемо умови при яких відбувається генерація хвиль з частотами відмінними від частоти первинної електромагнітної хвилі, вони називаються умовами просторового синхроїзма.
Якщо маємо дві первинні електромагнітні хвилі з частотами :
, тобто породжувана хвиля квадратичної поляризованості буде: , коефіцієнт 2а описує поляризованість другого порядку. Квадратична нелінійність породжує чотири хвилі поляризованості з частотами і статистичну поляризованість .
50. Фізичне пояснення періодичної системи елементів
Відкриття Д.Мендєлєєв у 1869 році періодичного закону поставило перед фізикою питання про принципи повторюваності хімічних властивостей елементів, розташованих в порядку зростання атомної маси. Число Z визначає номер хім. елемента в періодичній системі і називається його порядковим номером. Якщо атом електрично нейтральний, то число е- в атомній оболонці дорівнює Z. Властивості елементів залежать від числа електронів в атомній оболонці і її будові. Хімічні властивості елементів визначаються периферійними електронами. Сучасне положення періодичної системи базується на трьох принципах:
В атомі може існувати тільки один е- в стані, що характеризується даними значеннями 4-рьох квантових чисел (принцип Паулі) це означає, що в будь-якому атомі не може бути двох е- які знаходяться в двох однакових стаціонарних станах. Максимальна кількість е- з одним головним квантовим числом n рівне : . сукупність е- що мають однакове n утворюють електронну оболонку. Всього в оболонці 2(2l+1) електронів. S – оболонка – 2 ; р – оболонка – 2(2+1)=6 d – оболонка – 10 ....Сукупність е- що мають однакові n і l утворюють під оболонку.
Позначення оболонки: , к – число електронів позначеної оболонки.
Лише для атома Н залежить тільки від n, для атомів з більшим числом електронів залежить також від . Отже зростає при зростанні n та Правила заповнення електроних оболонок Маделунга: заповнення йде в порядку зростання суми n+. Для фіксованого значення суми n+заповнення йде в порядку зростання n. Електрони для яких n і однакові – еквівалентні. Якщо оболонка містить максимальну кількість е- то вона заповнена (ns2, np6, nd10, nf14…) Період. табл. Мендел.: кожен період починається з заповнення s – оболонки і закінчується (за виключенням останнього) р – обол. Але спостерігаються відхилення від правила Маделунга: 1) нерегулярне заповнення d – обол. у нейтр. атомів 4, 5, 6 періодів (регулярне – у їх двократнозаряж. іонів )
|
n |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
оболонка |
K |
L |
M |
N |
O |
|
макс.к-сть е- |
2 |
8 |
18 |
32 |
520 |
Хімічні властивості елементів обумовлені будовою зовнішньої оболонки. Звідси, хімічно не активні – інертні гази, в яких оболонки заповнені повністю (у них) . При додаванні ще одного е (він зв`язаний дуже слабо) - висока хімічна активність. Такі елементи називаються лужними металами. Існує періодичне повторення структури зовнішніх оболонок, а отже фізичні та хімічні властивості також повторюються.
52. Теорія молекули водню. Обмінна взаємодія.
Найпростішим прикладом ковалентного зв’язку є молекула водню. В цій задачі про стаціонарний стан нехтують рухом ядер, тобто розглядають рух ел. в полі силових центрів. Відносне розміщення цих центрів (атомних ядер) визначає просторрову конфігурацію молекули, при цьому стійкому рівноважному стану відповідає мінімум енергії молекули. Відносний рух ядер (коливання ядер) і обертання молекули як цілої – це окремі задачі. Таким чином, для Н2 хвильове рівняння можна записати у вигляді: , де V – потенціальна енергія молекули V=V1+V2+, – енергія першого ел. в полі ядра а, – енергія другого ел. в полі ядра b, , члени зі знаком „–” визначають енергію відштовхування ел. і ядер між собою, R–відстань між протонами. Нульове наближення: молекула Н2 складається з двох атомів, які не вхаємодіють між собою і знаходяться в стані 1s(R=), потенціальна енергія V0=V1+V2. Хвильова функція двох не взаємодіючих атомів 1=а(1)b(2), повна енергія W(0)=W1+W2=2W0. Зміна місцями ел.стан не змінеться, тому 1=а(2)b(1) також є розв’язком задачі в нульовому наближення. Тому цей стан є виродженим („обмінне” виродження). Таким чином, будь-яка лінійна комбінація (1, 2) = С11+С22 є розв’язком. 2(1, 2)= 2(2, 1), бо ел. нерозрізненні С1=С2 і отримуємо дві функції, які задовільняють фізичному змісту задачі: симетрична +(1, 2) (відповідає взіємній компенсації ел. спінів, тобто синглетний стан) та антисиметрична -(1, 2) (відповідає паралельній орієнтації ел. спінів, тобто триплетний стан). Введення збурючої взаємодії має змінити значення повної енергії (для різних функцій по різному). З варіаційного методу: та , де інтеграл К характаризує ел.статичну взаємодію ел. і ядер (інтегрування поширюється на всі три координати як першого, так і другого ел.). Величину називають обмінним інтегралом, яки не має наглядної інтерпретації і виникає внаслідок того, щоіз-за нерозрізненості ел. та врахування принципу Паулі введені сим. та антисим. наближені хвильові функції, які відрізняються одна від одної поведінкою при перестановці координат електрона. Квантово-механічне середнє значення кулонівської взаємодії рівне сумі кулонівського і обмінного членів, і їх розділення є наслідком наближеного методу. „Обмінний” – не передбачає введення нових обмінних сил. Інтеграл перекриття . Величини К і А на рівноважній відстані від’ємні, а S рівна 0.56 (A>S).
Наявність мінімуму означає, що при зближенні атомів з антипар. спінами ел. можливе утворення стійкої молекули Н2 з енергією D, рівній глибині мінімуму. Отже, гомеополярний зв’язок пояснюється обмінною взаємодією, а величина енергії зв’язку практично рівна величині обмінного інтегралу (коли відкинути обмінний інтеграл та інтеграл перекриття, то матимемо Wk, де є слабо виражений мінімум, це підкреслює квантову природу ковалентного зв’язку).
З приводу просторового розподілу електронів в молекулі. , а отже =С2(), тому при взаємодії двох атомів водню ел. густина в залежності від відстані збільшується чи зменшується на величину . Найбільше значення має в просторі між ядрами водню, тому утворення молекули водню Н2 з атомів водню супроводжується збільшенням густини електронної хмари маж ядрами.
61. Методи отримання низьких температур.
Для отримання та утримання низьких температур звичайно використовують зріджені гази. (В посудині Дюара, яка містить зріджений газ, що знаходиться під атмосферним тиском.)
1) Для отримання зріджених газів використовують спеціальні пристрої, в яких сильно стиснутий газ при адіабатичному розширенні охолоджується, що видно з рівняння адіабати . Але таким способом не можна отримати температури, нижчі від температури конденсації газу.
2) Процес Джоуля-Томпсона – це явище зміни температури газу при його повільному стаціонарному протіканні через пористу перегородку під дією різниці тисків газу по обидва боки перегородки. Стаціонарність означає, що протягом усього процесу тиск по обидва боки перегородки залишається сталим.
Газ проходить крізь пористий поршень. Тиски р1 , р2 = const , причому р1 > р2 , H=H(T,p) – ентальпія
якщо , тобто (газ охолоджується), то це позитивний ефект Джоуля-Томсона. Коли похідна змінює знак має назву точки інверсії. Щоб за допомогою процесу Джоуля-Томпсона понизити температуру газу, треба заздалегідь охолодити його нижче температури інверсії.
Якщо відкачувати газ, що випарувався, ми будемо зменшувати тиск над рідиною і знижувати її температуру кипіння. Отже температура рідини зменшується. За допомогою рідкого азоту вдалось зменшити температуру до 63 К, рідкого гелію 4Не до 1 К. Для 3Не до 0,3 К. При більш низьких температурах речовини переходять в тверду фазу і вже не випаровуються.
3) Ще один метод отримання – це метод адіабатичного магнітного охолодження: використовують парамагнетики. Спочатку ізотермічно намагнічують речовину, а потім адіабатично розмагнічують (без обміну тепла з середовищем) при сталому об‘ємі, що приводить до зниження температури (див формулу): ,
де N – кількість частинок, m – магнітний момент однієї частинки. Так можна досягти температур Т ~ 10-3 К
Перед намагнічування парамагнетик охолоджують до 1 К рідким гелієм.
Подальшого охолодження можна досягти адіабатичним розмагнічуванням вже ядерних моментів. При цьому досягають Т ~ 10-4 К.
62. Методи визначення роботи виходу електрона.
Енергію, яку потрібно прикласти для вибиття електрону з металу або рідини у вакуум називається роботою виходу. Вона виконується електронами проти сил притягання зі сторони надлишкового додатного заряду, який виникає в металі внаслідок їх вильоту. Крім того, робота виконується проти сил відштовхування зі сторони електронів, що вилетіли раніше і утворили електронну “хмару” поблизу поверхні провідника.
Вийти з тіла можуть лише ті електрони, енергія яких більше енергії електрона, що покоїться в не тіла. Число таких електронів в звичайних умовах дуже мале, тому вихід електронів помітний лише в нагрітих тілах.
65. Досліди Франка і Герца по визначенню потенціалів іонізації.
Повна енергія електрона може набувати деякі дискретні значення, якщо електрон знаходиться в потенціальній ямі. Маючи позитивний заряд, ядро створює для електронів потенціальну яму. Докази квантування рівнів енергії електронів в атомі були отримані в дослідах Франка і Герца (1913).
Схема досліду: трьохелектродна трубка заповнена парами ртуті. Між катодом (К) і сіткою (С) прикладалася прискорююча різниця потенціалів U. Між сіткою і анодом (А) прикладалася невелика, порядку 0.1 В, затримувальна різниця потенціалів . Досліджувалася залежність анодного струму I від прискорювальної напруги U (див. графік). Поки прискорювальна напруга не досягла 4,9 В, електрони пружно зіштовхувалися з атомами ртуті і не втрачали своєї кін.енергії в результаті співударів. Із збільшенням U росте анодний струм. Це ділянка АВ на графіку. Коли енергія електрона досягла 4,9 еВ, їх співудари з атомами ртуті стають непружними. Порція енергії 4,9 еВ передається атому ртуті, а енергія електрона зменшується на ту ж величину. При цьому електрон вже не встигав набрати достатню енергію для подолання затримуючого потенціалу сітки, і струм падав (ділянка ВС). При подальшому збільшенні потенціалу U зона зіткнень електронів з атомами ртуті зсувалась до катода (К), і електрони вже встигали набрати достатньо енергії після зіткнення для подолання UЗ (ділянка CD). Потім, якщо U досягав 9,8 В, їхня енергія знову досягала значення 4,9 В, і все повторювалось.
З досліду видно, що енергія 4,9 еВ – якраз та, що може бути поглинута атомом ртуті. Тобто, в атома труті є як щонайменше 2 енергетичних стани: основний та збуджений.
Знаючи початкову і кінцеву енергію електрона, тобто його енергію до і після непружнього співудару, можна вирахувати положення збуджених рівнів енергії атома.
1
1
2
3
W1 N1
W2 N2
dN12
dN21
n
0
1
3