ガスの励起エネルギーの測定

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    資料紹介

    通常マクロの世界で見れば電圧の上昇にしたがって電流が増加することを
    フランク−ヘルツ管を用いてエネルギー・レベルが不連続的であることを確認した。
    1. 理論
    現在、マクロな世界において電流と電圧の関係は、オームの法則によって記述することができると考えられている。オームの法則では
    I=V/R
    と書きあらわされるが、ミクロの世界では、基底状態から励起状態になる間に定常状態はなくて、連続的ではない。
    基底状態のエネルギーとその次のエネルギー・レベルの差を励起エネルギーという。
    本実験において、フランク−ヘルツ管に封入されたネオン・ガスの励起エネルギーを求める。

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    ガスの励起エネルギーの測定
    通常マクロの世界で見れば電圧の上昇にしたがって電流が増加することを
    フランク-ヘルツ管を用いてエネルギー・レベルが不連続的であることを確認した。
    理論
    現在、マクロな世界において電流と電圧の関係は、オームの法則によって記述することができると考えられている。オームの法則では
    I=V/R
    と書きあらわされるが、ミクロの世界では、基底状態から励起状態になる間に定常状態はなくて、連続的ではない。
    基底状態のエネルギーとその次のエネルギー・レベルの差を励起エネルギーという。
    本実験において、フランク-ヘルツ管に封入されたネオン・ガスの励起エネルギーを求める。
    測定理論
    フランク・ヘルツ管のヒータに電流を流し陰極を加熱すると、高温になった陰極から熱電子が飛び出す。電子の電荷を-eとしてこの熱電子を高電圧Vで加速すると、電子は入射エネルギーeVの運動エネルギーを持つ。この電子を低圧の気体に入れたとき、気体の基底状態のエネルギーをE1、その次のエネルギー・レベルをE2とすると、eVがこの気体の原子の最低励起エネルギーE0=(E2-E1)よりも小さければ、電子は原子にエネルギ..

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