Министерство образования и науки Российской Федерации
Омский государственный университет
УДК 539.14
ББК В38
И32
Рекомендовано к изданию
редакционно-издательским советом ОмГУ 18.06.2004 г.,
протокол № 2
И32
ИЗУЧЕНИЕ РАССЕЯНИЯ МЕДЛЕННЫХ
ЭЛЕКТРОНОВ НА АТОМАХ
(ЭФФЕКТ РАМЗАУЭРА)
Описание лабораторной работы
по атомной и ядерной физике
(для студентов III курса физического факультета ОмГУ)
Изучение рассеяния медленных электронов на атомах
(эффект Рамзауэра): Описание лабораторной работы по
атомной и ядерной физике (для студентов III курса физического факультета ОмГУ) / Сост. <...> Определены содержание, форма, объем и порядок проведения лабораторной работы. <...> УДК 539.14
ББК В38
© Омский госуниверситет, 2004
Изд-во ОмГУ
Омск 2004
Лабораторная работа
ИЗУЧЕНИЕ РАССЕЯНИЯ МЕДЛЕННЫХ
ЭЛЕКТРОНОВ НА АТОМАХ (ЭФФЕКТ РАМЗАУЭРА)
Цель работы: изучение рассеяния медленных электронов на
атомах ксенона. <...> Определение размер внешней электронной оболочки атома ксенона. <...> Приборы и инструменты: установка для демонстрации эффекта Рамзауэра, тиратрон ТГ3 01/1.3, заполненный ксеноном, цифровой мультиметр GDM-8135, цифровой мультиметр GDM-8145,
осциллограф универсальный GOS-620/620FG. <...> Гипотеза де Бройля
В 1924 г. Луи де Бройль выдвинул гипотезу, согласно которой
каждая материальная частица обладает волновыми свойствами,
причем соотношения, связывающие волновые и корпускулярные
характеристики частицы остаются такими же, как и в случае электромагнитного излучения. <...> Напомним, что энергия E и импульс p
фотона связаны с круговой частотой w и длиной волны λ соотношениями
2π
E = w, p = k =
.
λ
По гипотезе де Бройля, движущейся частице, обладающей
энергией E и импульсом p, соответствует волновой процесс, частота
которого равна
E <...> (2)
p
Как известно, плоская волна с частотой w, распространяющаяся
вдоль оси x, может быть представлена в комплексной форме
ζ ( x, t ) = A exp[− i(wt − kx )]
2π
где <...>
Изучение_рассеяния_медленных_электронов_на_атомах_(эффект_Ромзауэра)_Описание_лабораторной_работы..pdf
Министерство образования и науки Российской Федерации
Омский государственный университет
УДК 539.14
ББК В38
И32
Рекомендовано к изданию
редакционно-издательским советом ОмГУ 18.06.2004 г.,
протокол № 2
И32
ИЗУЧЕНИЕ РАССЕЯНИЯ МЕДЛЕННЫХ
ЭЛЕКТРОНОВ НА АТОМАХ
(ЭФФЕКТ РАМЗАУЭРА)
Описание лабораторной работы
по атомной и ядерной физике
(для студентов III курса физического факультета ОмГУ)
Изучение рассеяния медленных электронов на атомах
(эффект Рамзауэра): Описание лабораторной работы по
атомной и ядерной физике (для студентов III курса физического
факультета ОмГУ) / Сост. Г.Ж. Худайбергенов. – Омск:
Изд-во ОмГУ, 2004. – 16 с.
Определены содержание, форма, объем и порядок проведения
лабораторной работы. Включены необходимые теоретические
сведения, даны методические рекомендации, обеспечивающие
ее выполнение, контрольные вопросы, а также
список рекомендуемой литературы.
Для студентов III курса физического факультета.
УДК 539.14
ББК В38
© Омский госуниверситет, 2004
Изд-во ОмГУ
Омск 2004
Стр.1
мулы (14) найдите зависимость вероятности рассеяния электрона от
энергии, постройте соответствующий график.
6. По результатам измерений оцените размер электронной
оболочки атома ксенона, сравните его с табличным значением. При
расчетах по формуле (11а) считать глубину потенциальной ямы
атома U0=2.5 эВ. Следует иметь в виду, что из-за наличия внешней
контактной разности потенциалов между сеткой и анодом измеряемое
напряжение не является истинным. При расчетах по формуле
(11б) влияние термоЭДС исключается и знание U0 не требуется.
7. Оцените, при каких напряжениях должны появляться максимумы
в коэффициенте прохождения электронов для n=2, 3, 4,
сравните полученные величины с наблюдаемыми особенностями на
ВАХ тиратрона.
Контрольные вопросы
1. В чем заключается эффект Рамзауэра, как его можно экспериментально
наблюдать?
2. В чем смысл соотношения де Бройля?
3. Выведите выражение для показателя преломления атома
для волн де Бройля?
4. Запишите уравнение Шредингера для случая движения
электрона над потенциальной ямой, получите его общее решение.
5. Найдите коэффициент прохождения частицы над прямоугольной
потенциальной ямой.
6. Чем объясняется наличие на ВАХ только одного максимума
тока, протекающего через тиратрон?
Рекомендуемая литература
1. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т. 5. Ч. 1. Атомная и
ядерная физика. М.: Наука, 1986. § 18.
2. Гольдин Л.Л., Новикова Г.И. Введение в квантовую физику.
М.: Наука, 1988. Гл. 1, § 2–3; Гл. 3, §9.
15
Технический редактор Е.В. Лозовая
Редактор О.А. Сафонова
________________________________________________________________
Подписано в печать 30.08.04. Формат бумаги 60х84 1/16.
Печ. л. 1,0. Уч.-изд. л. 0,9. Тираж 100 экз. Заказ №495.
________________________________________________________________
Издательство Омского государственного университета
644077, г. Омск-77, пр. Мира, 55а, госуниверситет
Учебное издание
Составитель
Гамзат Жапарович Худайбергенов
ИЗУЧЕНИЕ РАССЕЯНИЯ МЕДЛЕННЫХ
ЭЛЕКТРОНОВ НА АТОМАХ
(ЭФФЕКТ РАМЗАУЭРА)
Описание лабораторной работы
по атомной и ядерной физике
(для студентов III курса физического факультета ОмГУ)
Стр.8