如图1是证实玻尔关于原子存在分立能态的一种实验装置的原理示意图.由电子枪A射出的电子,射进一容器B中,其中有氦气.电子在O点与氦原子发生碰撞后进入速度选择器C,然后进入检测装置D.速度选择器C由两个同心的圆弧形电极P1和P2组成.当两极间加以电压U时,只允许具有确定能量的电子通过,并进入检测装置D,由检测装置测出电子产生的电流I.改变电压U,同时测出I的数值,即可确定碰撞后进入速度选择器的电子的能量分布.为简单起见,设电子与原子碰撞前,原子是静止的,原子质量比电子质量大得多,碰撞后,原子虽然稍微被碰动,但忽略这一能量损失,设原子未动,当电子与原子发生了弹性碰撞时,电子改变运动方向,但不损失动能,当发生非弹性碰撞时,电子损失的动能传给原子,使原子内部的能量增大.
(1)设速度选择器两极间的电压为U(V)时,允许通过的电子的动能为Ek(eV),试求出Ek(eV)与U(V)的函数关系.设通过选择器的电子的轨道半径r=20.0cm,电极P1和P2的间隔d=1.00cm,两极间场强的大小处处相等.
(2)当电子枪射出电子的动能Ek0=50.0eV时,改变电压U(V),测出电流I(A),得到如图2所示图线,图线表示,当电压U为5.00V,2.88V,2.72V,2.64V时,电流出现峰值.先定性说明图二表示的物理意义,根据实验结果求出氦原子三个激发态的能级En(eV),设基态的能级E1=0eV.

 0  68445  68453  68459  68463  68469  68471  68475  68481  68483  68489  68495  68499  68501  68505  68511  68513  68519  68523  68525  68529  68531  68535  68537  68539  68540  68541  68543  68544  68545  68547  68549  68553  68555  68559  68561  68565  68571  68573  68579  68583  68585  68589  68595  68601  68603  68609  68613  68615  68621  68625  68631  68639  176998 

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