Цель работы.
Определение потенциалов возбуждения атомов. Демонстрация существования дискретных уровней энергии.
Схемы опытов.
Модуль "Определение потенциалов возбуждения атомов" позволяет изучать параметры газа, наполняющего трехэлектродную лампу (манометрическая ДМИ-2 с инертным газом при давлении 1-3 мм.рт.ст.). Устройство лампы показано на рисунке 1. Нить накала 1 одновременно является катодом лампы. Сетка 2 выполнена в виде спирали, навитой вокруг нити накала. Вокруг сетки расположен цилиндрический анод 3. Стеклянный баллон лампы 4 установлен на цоколе 5. Контакты катода и сетки выведены на ножки цоколя, анод соединен с колпачком на баллоне лампы.
Рисунок 1. Устройство лампы.
Рисунок 2. Схема включения лампы.
Рисунок 3.Вид на переднюю панель.
Схема включения лампы (см. рис.2) воспроизведена на лицевой панели модуля. Регулируемый источник 1 тока накала позволяет установить ток, при котором получается удобная для измерений вольтамперная характеристика лампы. Между катодом и сеткой включен источник 2 ускоряющего напряжения. При снятии характеристик в ручную (по точкам) напряжение этого источника регулируется ручкой на панели модуля. Для получения характеристик на экране осциллографа этот источник переводится в режим, при котором его напряжение изменяется по пилообразному закону (развертка) с частотой 15-20 Гц. Потенциал анода относительно сетки устанавливается отрицательным с помощью источника задерживающего напряжения 3. Значение этого напряжения регулируется в пределах от 0 до 6 В ручкой со шкалой на панели модуля. Для измерения анодного тока измеряют падение напряжения в на резисторе RA, включенном последовательно с анодом. Отметим, что измеряемые параметры, как правило, выводятся на измерительные приборы не непосредственно, а после их обработки электронной схемой. Однако наиболее важное для конечного результата ускоряющее напряжение 
выводится на гнездо панели модуля напрямую.
В модуле размещены две лампы, наполненные различными газами. Выбор лампы производится тумблером "Л1/Л2" на передней панели блока.
Вид на переднюю панель модуля " Определение потенциалов возбуждения атомов " приведен на рис.3. Исследуемые лампы видны в окне 8
Стрелочный измерительный прибор (поз.З) измеряет анодный ток 
, предел шкалы прибора - 100 мкА. Ручка " 
" (поз.4) устанавливает значение задерживающего напряжение в соответствии с надписями на шкале, расположенной вокруг ручки. На гнездо " " (поз. 13) выведено ускоряющее напряжение.
Значения " " и " " измеряются мультиметром на соответственно обозначенных гнездах относительно общего провода схемы, выведенного на два гнезда ".." (поз. 11).
На гнездо "Y" (поз. 10) выведено напряжение, пропорциональное анодному току (максимальное напряжение 10 В соответствует току 100 мкА). На гнездо "X" (поз. 12) выведено напряжение, пропорциональное напряжению " 
" (максимальному напряжению 10 В соответствует ускоряющее напряжение 100 В). Контроль тока накала осуществляется измерением напряжения на резисторе 
Ом между гнездами " 
"и " ". Значение измеренного напряжения в вольтах равно значению тока в амперах.
Рабочие формулы.
1) 
, 
- ток, находится по графику.
2) 
- потенциал возбуждения атомов газа, заполняющего лампу
Результаты измерений и вычислений.
Результаты измерений
| U,В | -2,7 | 1,1 | 1,5 | 3,3 | 6,9 | 10,8 | 13,6 | 15,4 | 17,2 | 17,9 | 18,2 | ||
| I, А | 10,5 |
| U,B | 19,8 | 20,5 | 22,2 | 23,9 | 27,4 | 32,6 | 33,4 | 36,9 | 39,1 | 40,6 | 43,1 |
| I,A |
= 74,1
= 153,9
=79,8
Погрешности
Из формул 
, 
можно получить погрешность 
, 
, а затем оценить погрешность 
.
Вывод.
В ходе проделанной лабораторной работы мы смогли корректно найти потенциал возбуждения атомов, который равен 14 В., наша вольт амперная характеристика оказалась смещенной в лево по сравнению с идеальной кривой, это связано с тем что мы проводили реальный опыт. Так как у нас это смещение равно 3,4 В. Дело в том, что в ускоряющих трубках с горячим катодом катод и анод сделаны из различных металлов и поэтому между ними существует некоторая контактная разность потенциалов. Эта разность ускоряет электроны даже при отсутствии приложенного извне напряжения. Погрешности в измерениях допустимые, они связаны с несовершенством приборов.
