Тайна получения энергии от взаимной связи колокольни и храма. Александр Матанцев
Читать онлайн книгу.
своей энергии.
2.При энергиях, превосходящих пороговую величину, удар происходит неупруго, т. е. электрон передаёт почти всю свою энергию атому, который при этом переходит в возбужденное состояние. Пороговая энергия неупругого столкновения электронов с атомами ртути, измеренная Франком и Герцем, оказалась равной 4,9 эВ. В результате такого неупругого столкновения атом совершает переход из основного состояния Е1 в ближайшее возбуждённое состояние Е2 (рис. 7). Но это и означает, что атом может иметь не любые значения внутренней энергии, а только некоторые избранные, что как раз и следует из постулатов Бора.
Для ртути ионизационный потенциал равен 10,4 эВ. Кроме первого ионизационного потенциала, т. е. энергии освобождения электрона из нейтрального атома, существуют второй, третий и т. д. Потенциал ионизации можно определить, измеряя ток положительных ионов, возникающих в результате ионизации атомов электронным ударом.
Частица в метастабильном состоянии, как вообще возбужденная частица, может ионизироваться при поглощении фотона или путем соударения. При наличии в частицах метастабильных состояний (пары ртути, благородные газы) вероятность ступенчатой ионизации возрастает из-за большей продолжительности жизни молекул в этом состоянии [68]. Если атом или молекула в возбужденном состоянии, при отсутствии возмущений ударами, остаются в этом состоянии в течение времени порядка 10 сек, то в метастабильном состоянии они могут оставаться в течение значительно меньшего времени. В условиях электрического разряда продолжительность жизни метастабильного состояния является функцией давления и размеров сосуда, поскольку она определяется соударением с другими молекулами и ударами о стенки
Рис. 7
Рис. 7. Результаты опытов Франка и Герца по ионизации ртути [65]
Другим важным результатом опытов Франка и Герца явилось обнаружение испускания ртутным паром ультрафиолетового света с длиной волны λ=253,6 нм, которое появлялось всякий раз, как только ускоряющее электроны напряжение U превышало 4,9 В. Нетрудно убедиться, что эта длина волны удовлетворяет правилу частот Бора для резонансного перехода Е2 → Е1 атома ртути (рис. 7).
Как уже отмечалось, даже при достаточной кинетической энергии столкновение электрона с атомом не обязательно будет неупругим, так что возбуждение атома на уровень Е2 может и не произойти. В этом случае электрон получает шанс увеличить свою кинетическую энергию за счёт ускорения электрическим полем на последующем свободном пробеге до значений, достаточных для неупругих столкновений с возбуждением последующих уровней Е3, Е4, Е5 и т. д. Однако в плотных газах этого практически не происходит по причине коротких свободных пробегов и сильной конкуренции со стороны столкновений, сопровождающихся возбуждением на уровень Е2. Возбуждение более высоких уровней ускоренными электронами можно наблюдать лишь при давлениях, существенно меньших, чем в опытах Франка и Герца.
В описаниях говорится о том, что ртуть обладает самым высоким в природе потенциалом ионизации.