Задача №305-s по физике (11 класс, Мякишев Г.Я.)

Рис. 6.7 Рис. 6.8 медленных электронов. Испускаются электроны катодом K, подогреваемым электрическим током. Экспериментально определяется зависимость силы тока I в анодной цепи от напряжения U. Полученная кривая изо- бражена на рисунке 6.8. Сила тока достигает первого макси- мума при напряжении 4,9 В. Затем следует резкое уменьше- ние силы тока. Следующий максимум получается при на- пряжении 9,8 В и т. д. Объяснить такую зависимость силы тока от напряжения можно лишь наличием стационарных состояний у атомов ртути. При напряжении ниже 4,9 В столкновения электронов с атомами являются упругими. Внутренняя энергия атомов не меняется. Кинетическая энергия электронов при этом почти не меняется, так как масса электрона много меньше массы атомов ртути. В результате электроны, ускоренные электрическим полем между катодом и сеткой, преодолева- ют задерживающее поле и достигают анода. Число электро- нов, достигших анода в единицу времени, растёт пропорцио- нально напряжению. Когда напряжение повышается до 4,9 В, столкновения электронов с атомами становятся неупругими. Внутренняя энергия атомов увеличивается скачком, а электрон после со- ударения теряет почти всю свою кинетическую энергию. За- держивающее поле не допускает медленные электроны до анода, и сила тока резко уменьшается. Ток не падает до нуля лишь потому, что некоторая часть электронов достигает сет- ки, не испытав неупругих соударений. Необходимую для неупругого соударения энергию элек- трон приобретает, только достигая сетки после прохождения разности потенциалов 4,9 В. Отсюда следует, что внутрен- няя энергия атомов ртути не может измениться на вели-