Ячейка Керра
Ячейка Керра представляет собой цилиндрический конденсатор с электродами из никелированной бронзы. Цилиндр заполнен химически чистым нитробензолом. Световой луч проходит через специальные стеклянные окна, имеющиеся в цилиндре. Помимо модулирующего напряжения на электроды ячейки Керра подается постоянное напряжение смещения, величина которого составляет около 1,5 кв. Выходной усилитель собран на транзисторах по стандартной схеме с двухтактным трансформаторным выходом. Ток, проходящий через ячейку Керра и фотоумножитель, контролируется прибором ИП. Схема станции Б отличается от схемы станции А только отсутствием квантового генератора и электрических цепей, относящихся к схеме его включения.
Станции линии надежны в работе и удобны в демонстрации. Эта установка позволяет воспроизводить в лабораторных условиях опыты Франка и Герца и работает следующим образом. В стеклянной трубке заполненной тарами ртути под давлением порядка 1 мм ртутного столба, размещены три электрода: подогревный катод, сетка С и анод А. На электроды трубки подаются ускоряющее U1 и замедляющее Vi напряжения, причем U2—0,5. Рост тока будет происходить до тех пор пока не станет равным 9,8 в. Далее спад тока с дальнейшим подъемом будет наблюдаться после достижения всех значений, кратных 4,9 в, до наступления момента насыщения.
Причиной спадов являются потери энергии электронов при упругих соударениях с атомами ртути, которые переходят в возбужденное состояние при столкновениях с электронами, энергия которых равна 4,9 эв. При этом энергия электрона становится малой и для торможения электрона вполне достаточно напряжение 0,5 в. Напряжения, кратные 4,9 в, для ртути носят название критических потенциалов. При этих напряжениях атомы ртути приобретают избыточное количество энергии, равное 4,9 эв, и переходят в возбужденное состояние, в котором находятся некоторое время, а затем, испуская квант световой энергии, возвращаются в исходное состояние.
Опыт показывает, что атомы ртути, бомбардируемые электронами с энергией 4,9 эв, дают свет, длина волны которого равна 2 537 А. Расчетное значение этой длины волны равно 2 520 А. Это совпадение — полное подтверждение положения квантовой теории о дискретном характере энергетических уровней атомов. В качестве ускоряющего напряжения используется переменное напряжение амплитудой 10—12 в и частотой 2,5—3 источником которого является звуковой генератор типа ЗГ-10, замедляющим служит напряжение, падающее на резисторе.
Для демонстрации используется любой осциллограф, в котором предусмотрена возможность отключения генератора развертки и подачи напряжения непосредственно на горизонтальные отклоняющие пластины. В качестве источника ускоряющего напряжения можно также использовать пилообразное напряжение генератора развертки применяемого осциллографа. В этом случае качество изображения кривой будет выше. Прибор состоит из германиевой пластины, точечного электрода (коллектора), осциллографа, нагрузочного резистора, тумблера — переключателя полярности, миллиамперметра и источника напряжения.
