Пређи на главни садржај

Франк-Херцов експеримент

Франк-Херцов експеримент је пружио потврду у вези става Нилса Бора о квантнованости енергетских нивоа електрона у атому. Експеримент је остварен почетком XX века, на начин да је извршено сударање електрона, убрзаних електричним пољем, са атомима. С обзиром да се успоравање електрона догађало једино при одређеним вредностима кинетичких енергија електрона, појава представља пример резонантног процеса.

Симулација експеримента

Анимација представља шематски приказ Франк-Херцовог експеримента. Извор електрона, катода, приказана је цилиндром црвене боје, мрежица кроз коју су пролазили електрони је у средишњем делу, а анода је с десне стране. Запазимо да је мрежица на вишем електричном потенцијалу у односу на катоду и аноду. Промена напона између катоде и мрежице може се уочити у доњем левом углу, док се регистрована струја електрона мери амперметром. Атоми живе нису приказани због прегледности записа.
Електрони стичу кинетичке енергије од електричног поља и у првом делу је присутно еластично расејање на атомима, при чему јачина електричне струје расте. При одређеној вредности напона, који одговара првој вредности потенцијала јонизације атома, струја нагло опада, јер електрони побуђују атоме при нееластичним једноструким сударима и након тога не поседују довољно високе вредности кинетичких енергија да савладају одбојну електричу силу и стигну до аноде. Емисија фотона од стране побуђених атома није приказана. 
Увећавањем напона електрони поседују довољно високе вредности енергија да стигну до аноде, све док вредност напона не буде сразмерна дуплој вредности потенцијала јонизације у односу на прву вредност. Након дуплих нееластичних судара већина електрона поново нема довољно високе вредности кинетичких енергија да би стигли до аноде.
У запису сам приказао два потенцијала јонизације, али их може бити много више код вишеелектронских атома.

Коментари

Популарни чланци

Карноов циклус

На почетку индустријске револуције постојала је потреба да се унапреди рад парне машине и ефикасност. Сади Карно, физичар и официр у француској војсци, размишљао је о томе који гас/пару је потребно употребити и на какав начин да би се остварио највећи степен искоришћења. Из тог делања је проистекао други закон термодинамике, мада установљен од стране других физичара. Треба запазити да је Карно све време писао о калорику као радној супстанци парне машине - флуиду који садржи топлотну енергију и струји између објеката на различитој температури. Није први пут да се у физици стиже до нових открића помоћу погрешних претпоставки. Графички приказ машине, такозвани Карноов циклус, је уведен у физику много година касније. Приказ представља Карноову топлотну машину, на начин како је он замислио рад уређаја са највећим степеном искоришћења калорика:

Централни део записа сачињава цилиндар са радним телом. Карно није прецизно назначио о каквом флуиду се ради. Са леве стране је грејач, извор топло…

Експеримент Мајкелсона и Морлија

У XIX веку постојало је уверење да електромагнетне таласе преноси етар. Међутим, етар није опажен, али то није било препрека да се фама о постојању одржи дуго. Етар је поседовао крајње необичне особине и током времена својства су проширена, у складу са потребама физике.  Крајем XIX века коначно се кренуло у подухват тражења доказа о постојању етра и његовом кретању (или мировању). Међу физичарима је владало уверење да је ова наука углавном открила све тајне природе, а остало је још пар ситница да се заокружи ова грандиозна творевина. Једна од тих ситница био је етар. Нико није сумњао да постоји. Алберт Мајклсон се као дете преселио из Немачке у САД. Породица се настанила у рударској колонији, у Калифорнији, а његов отац је трговао бакалуком. Упркос сиромаштву успео је да стекне стипендију и упише Поморску академију. Десетак година касније постаје професор физике на једном универзитету и интересује се за проблем доказивања постојања етра. Успео је да убеди хемичара Едварда Морлија да …

Боров модел атома

Не дешава се често да физичар изнад улазних врата своје куће држи потковицу, а то је Нилс Бор чинио. Посао професора није баш обављао са великим ентузијазмом, али је волео да дискутује са студентима не устручавајући се да покаже да нешто не зна, а понекад би са њима решавао укрштене речи или играо стони тенис, што га је чинило популарним међу младим људима. Током Другог светског рата је био принуђен да побегне из Данске у САД, где се придружује пројекту „Менхетн“, односно тиму физичара који се бавио израдом прве нуклеарне бомбе. Након катастрофе у Јапану преобразио се у предводника оних који су се залагали за забрану коришћења нуклеарне енергије у војне сврхе.  Радерфордов ђак је учинио исто што и његов професор - надмашио је учитеља. Боров модел атома данас има једино историјски значај, али му посвећујем страницу јер представља непроцењив помак у развоју физике. У чланку о Радерфордовом моделу атома поменуо сам да је поседовао једну велику ману: такав атом би могао да постоји кратко…

Једначина континуитета

Условљеност брзине протицања флуида површином попречног пресека струјне цеви први је уочио Леонардо да Винчи. Он, наравно, није изучавао струјне цеви већ је појаву уочио осматрајући протицање воде при различитим условима. Галерија Уфици у Фиренци садржи импозантну збирку његових нацрта и модела, али се Леонардово име ипак ретко помиње у контексту открића у физици - јер не постоје. Узрок томе сигурно није слабо познавање математике, јер би у том случају и Мајкл Фарадеј проживео живот као непознати књиговезац. Према томе, математичка формулација једначине није његово дело.

Запис је могуће употребити као пратећи садржај наставе физике у гимназији. Струјна цев садржи три струјне линије, а свакако их може бити много више, и то што се не секу је последица ламинарног протицања флуида. Ламинарност представља неопходан услов за формулисање једначине континуитета, у облику који се наводи у гимназији. Исто тако флуид поседује сталну густину упркос промени притиска, а ни вискозност није присутна…