Atom fizikasi

Frank gers tajribasi

Frank va Gers tomonidan 1913-yilda oʻtkazilgan tajribalar atom holatlarining diskret ekanligini tasdiqladi. Elektron bilan atom orasidagi noelastik toʻqnashuvlarda elektron o‘z energiyasini atomga beradi. Elektron istalgan qiymatdagi kinetik energiyaga ega boʻlishi mumkin. Agar atomning ichki energiyasi ham uzluksiz oʻzgarsa edi, atom elektron bilan noelastik toʻqnashganda atom elektrondan istalgan qiymatdagi energiyani qabul qilar edi. Lekin tajribada bunday hol kuzatilmadi. Tajribalar atom elektron bilan noelastik to‘qnashganda, atom elektrondan faqat aniq bir qiymatdagi energiyanigina qabul qila olishini koʻrsatdi. Atom qabul qilgan bu energiya qiymati atomning ikki statsionar holatlari energiyalari farqiga teng boʻladi. Demak, elektron bilan atom orasidagi noelastik toʻqnashuvlarda elektron atomga energiyaning faqat aniq bir qiymatdagi energiyanigina bera oladi. Elektronning atomga bergan energiyasi miqdorini oʻlchab, bu energiya ikki statsionar holatlar energiyalari farqiga teng ekanligini aniqlash mumkin. Frank va Gers tajribasining gʻoyasi ham shundan iborat edi.

Tajriba sxemasi.

Tajriba qurilmalarining sxemasi 1-rasmda keltirilgan.
1-rasm
Bosimi 1 mm simob ustuniga (~130 Pa) teng boʻlgan simob bugʻ bilan toʻldirilgan trubka ichiga katod (K), toʻr (A) va anod vazifasini bajaradigan (B) plastinka joylashtirilgan. Qizdirilgan katod (K) va to‘r (A) orasiga katoddan chiqqan elektronlarni tezlatuvchi potensiallar farqi (U) qoʻyilgan. Elektronlar o‘z harakatlari davomida simob atomlari bilan toʻqnashadilar. B plastinka A to‘rdan keyin joylashtirilgan, ular orasiga kuchsiz (~0,5 V) tormozlovchi potensial φ qo‘yiladi. Elektronlar A to‘r bilan B plastinka orasida tormozlanadi. Agar energiyasi 0,5 eV dan kichik bo‘lgan elektron A toʻrdan o‘tsa, u B plastinkagacha yetib kela olmaydi. Energiyasi 0,5 eV dan katta bo‘lgan elektronlargina A to‘rdan o‘tib B plastinkaga yetib kela oladilar. Ularning soni galvanometr (G) koʻrsatayotgan tok kuchi kattaligi orqali aniqlanishi mumkin. Tajribalarda B plastinkaga tushgan elektronlar hosil qilgan tok kuchi bilan elektronlarni tezlatuvchi potensiallar farqi U orasidagi bogʻlanishning (volt-amper xarakteristikasi) grafigi chizilgan (2-rasm).
2-rasm
Volt-Amper xarakteristikada tok kuchining maksimumlari bir-biridan bir xil oraliqda joylashgan. Ketma-ket joylashgan maksimumlar orasidagi har bir oraliq ~4,9 V ga teng. Birinchi maksimum 4,9 V potensiallar farqiga, ikkinchi maksimum 9,8 V, uchinchi maksimum 14,7 V potensiallar farqiga to ‘g‘ri keladi.