אטום - היסטוריית גרסאות

Ofekgillon10: /* פיתוח מתמטי */

2015-10-01T23:49:54Z

פיתוח מתמטי

→ הגרסה הקודמת		גרסה מ־23:49, 1 באוקטובר 2015
שורה 50:		שורה 50:

	<math>E_n=-{{e^4m} \over {8 \pi \epsilon_0 r}}=-{{hcR} \over n^2}</math>		<math>E_n=-{{e^4m} \over {8 \pi \epsilon_0 r}}=-{{hcR} \over n^2}</math>

	כאשר <math>R={{e^4m} \over {8 \epsilon_0 ^2 h^3c}}</math> קבוע רידברג (Rydberg)		כאשר <math>R={{e^4m} \over {8 \epsilon_0 ^2 h^3c}}</math> קבוע רידברג (Rydberg)

Ofekgillon10: /* העשרה - קצת היסטוריה */

2015-10-01T23:40:02Z

העשרה - קצת היסטוריה

→ הגרסה הקודמת		גרסה מ־23:40, 1 באוקטובר 2015
שורה 14:		שורה 14:

	כמו כן, כאשר לכדו גזים מסוימים וחיממו אותם, גילו שהם פולטים אור. יתר על כן, כאשר הסתכלו על האור דרך ספקטרומטר, מכשיר שמפצל את התדרים השונים של האור, ראו שבמקום ספקטרום רציף של צבעים, האור מורכב מכמה צבעים ספציפיים. כלומר '''ספקטרום הפליטה''' שלהם היה בדיד (או במילה אחרת, "מֵקְווּנְטַט"), דבר שנראה מאוד מוזר משום שקלאסית, אין שום סיבה שמשהו יפלוט רק צבעים מסוימים.		כמו כן, כאשר לכדו גזים מסוימים וחיממו אותם, גילו שהם פולטים אור. יתר על כן, כאשר הסתכלו על האור דרך ספקטרומטר, מכשיר שמפצל את התדרים השונים של האור, ראו שבמקום ספקטרום רציף של צבעים, האור מורכב מכמה צבעים ספציפיים. כלומר '''ספקטרום הפליטה''' שלהם היה בדיד (או במילה אחרת, "מֵקְווּנְטַט"), דבר שנראה מאוד מוזר משום שקלאסית, אין שום סיבה שמשהו יפלוט רק צבעים מסוימים.

			מדענים מסוימים כמו בלמר, ליימן ועוד כמה חזו ומדדו תדרי פליטה אפשריים וזכו בכך שסדרות הפליטה האלו ייקראו על שמם. כמה שנים לאחר מכן רידברג מצא הכללה של כל הנוסחאות, וראה שלכל צבע שיכול לצאת מאטום המימן מתאימים 2 מספרים טבעיים n,m כך שמתקיים <math>\frac{1}{\lambda}=R \left ( \frac{1}{n^2} - \frac{1}{m^2} \right )</math> כאשר R הוא קבוע שקרא לו קבוע רידברג. עצם זה שספקטרום הפליטה הוא בדיד היה מוזר, אז העובדה הזאת בכלל הייתה מסתורית.

	===מודל האטום של בוהר===		===מודל האטום של בוהר===

Ofekgillon10: /* מודל האטום של בוהר */

2015-10-01T23:32:56Z

מודל האטום של בוהר

→ הגרסה הקודמת		גרסה מ־23:32, 1 באוקטובר 2015
שורה 31:		שורה 31:
	בהתבססו על הנחות יסוד אלה, חישב בוהר את רדיוסי המסלולים המותרים של אטום המימן, את אנרגיות המצבים היציבים ואורכי הגל של קווי ספקטרום הפליטה או ספקטרום הבליעה המתאימים למעבר של האטום ממצב יציב אחד לאחר.		בהתבססו על הנחות יסוד אלה, חישב בוהר את רדיוסי המסלולים המותרים של אטום המימן, את אנרגיות המצבים היציבים ואורכי הגל של קווי ספקטרום הפליטה או ספקטרום הבליעה המתאימים למעבר של האטום ממצב יציב אחד לאחר.

	לפי החוק השני של ניוטון, לחלקיק בתנועה מעגלית יש תאוצה צנטריפטלית שכיוונה כלפי מרכז המעגל. לכן על החלקיק פועל כח צנטריפטלי שכיוונו למרכז וגדלו <math>F={mv^2 \over r}</math> , הכח המאלץ את האלקטרון לנוע במעגל סביב הגרעין הוא הכח החשמלי המושך אותו אל הגרעין. מהשוואת שני כוחות אלו נקבל את רדיוס המסלול:		====פיתוח מתמטי====
			לפי החוק השני של ניוטון, לחלקיק בתנועה מעגלית יש תאוצה צנטריפטלית שכיוונה כלפי מרכז המעגל. לכן על החלקיק פועל כח צנטריפטלי שכיוונו למרכז וגדלו <math>F={mv^2 \over r}</math> , הכח המאלץ את האלקטרון לנוע במעגל סביב הגרעין הוא הכח החשמלי <math>F=\frac{e^2}{4\pi \epsilon_0 r^2} </math> המושך אותו אל הגרעין (מטען האלקטרון מסומן ב-e). מהשוואת שני כוחות אלו נקבל את רדיוס המסלול:

	<math>r={e^2 \over {4 \pi \epsilon_0 m v^2}}</math>		<math>r={e^2 \over {4 \pi \epsilon_0 m v^2}}</math>
שורה 39:		שורה 40:
	הצבת ערכה של <math>v</math> ממשוואת התנאי למסלולים סטציונריים נותנת ערך בדיד לרדיוסים:		הצבת ערכה של <math>v</math> ממשוואת התנאי למסלולים סטציונריים נותנת ערך בדיד לרדיוסים:

	<math>r_n=({{\epsilon_0 h^2} \over {\pi me^2}})n^2</math>		<math>mvr=n \frac{h}{2\pi} \Rightarrow v=\frac{n\cdot h}{2\pi m r}\ ,\ r={e^2 \over {4 \pi \epsilon_0 m v^2}}\Rightarrow r_n=({{\epsilon_0 h^2} \over {\pi me^2}})n^2</math>

	האנרגיה של האלקטרון בכל אחד מהמצבים הסטציונריים מורכבת מהאנרגיה הקינטית ומהאנרגיה הפוטנציאלית של האלקטרון והגרעין כלומר:		האנרגיה של האלקטרון בכל אחד מהמצבים הסטציונריים מורכבת מהאנרגיה הקינטית ומהאנרגיה הפוטנציאלית של האלקטרון והגרעין כלומר:

Ofekgillon10 ב־18:30, 1 באוקטובר 2015

2015-10-01T18:30:57Z

→ הגרסה הקודמת		גרסה מ־18:30, 1 באוקטובר 2015
שורה 1:		שורה 1:
	[[קובץ:אטום.jpg\|שמאל\|250px]]		[[קובץ:אטום.jpg\|שמאל\|250px]]

			בניסוי זה תלמדו על אחת מפריצות הדרך בדרך לבניית מכניקת הקוונטים.

	בשנת 1913 הציג נילס בוהר את מודל האטום שלו, לפיו בתוך האטום אלקטרונים נעים במספר בדיד של מסלולים, שבהם התנע הזוויתי של האלקטרונים הוא בכפולות שלמות של קבוע פלאנק <math>h</math>, חלקי <math>2\pi</math>. המודל הזה הסביר באופן יפה את ספקטרום הפליטה של אטום המימן, וההסבר האינטואיטיבי שעומד מאחוריו הוא שהאלקטרון מתנהג כמו גל, והמסלולים בהם הוא יכול לנוע דומים למצבים עצמיים של גלים.		בשנת 1913 הציג נילס בוהר את מודל האטום שלו, לפיו בתוך האטום אלקטרונים נעים במספר בדיד של מסלולים, שבהם התנע הזוויתי של האלקטרונים הוא בכפולות שלמות של קבוע פלאנק <math>h</math>, חלקי <math>2\pi</math>. המודל הזה הסביר באופן יפה את ספקטרום הפליטה של אטום המימן, וההסבר האינטואיטיבי שעומד מאחוריו הוא שהאלקטרון מתנהג כמו גל, והמסלולים בהם הוא יכול לנוע דומים למצבים עצמיים של גלים.
שורה 10:		שורה 12:

	בתחילת המאה ה-20, הנס גייגר וארנסט מרסדן, תחת הדרכתו של ארנסט רתרפורד, ביצעו ניסוי בו מפגיזים מספר עלי מתכות שונות בחלקיקי אלפא, והצורה בה חלקיקי האלפא התפזרו מההפגזרות הייתה שונה מהמצופה לפי עוגת הצימוקים, ולפיכך יצאו במודל חדש לאטום: המודל הפלנטרי (מהמילה planet, כוכב לכת). לפי המודל הפלנטרי של רתרפורד, האטום מורכב מגרעין חיובי והאלקטרונים מקיפים אותו כמו שכוכבי הלכת מקיפים את השמש. המודל התאים לתוצאות הניסוי, אך היו בו מספר בעיות, הגדולה שבהן היא העובדה שאם האלקטרונים מסתובבים סביב הגרעין, הם בתאוצה, וידוע מחשמל שמטען בתאוצה פולט קרינה אלקטרומגנטית ומאבד אנרגיה (תראו את זה בקורס תורת שדות אלקטרומגנטיים בשנה ג'), ומכאן שאמור לקרוס אל גרעין האטום. חישובים מדויקים הראו שזמן הקריסה הוא פחות משנייה, וכפי שידוע לנו אטומים הם דברים יציבים, כך שהמודל הפלנטרי נפל גם הוא.		בתחילת המאה ה-20, הנס גייגר וארנסט מרסדן, תחת הדרכתו של ארנסט רתרפורד, ביצעו ניסוי בו מפגיזים מספר עלי מתכות שונות בחלקיקי אלפא, והצורה בה חלקיקי האלפא התפזרו מההפגזרות הייתה שונה מהמצופה לפי עוגת הצימוקים, ולפיכך יצאו במודל חדש לאטום: המודל הפלנטרי (מהמילה planet, כוכב לכת). לפי המודל הפלנטרי של רתרפורד, האטום מורכב מגרעין חיובי והאלקטרונים מקיפים אותו כמו שכוכבי הלכת מקיפים את השמש. המודל התאים לתוצאות הניסוי, אך היו בו מספר בעיות, הגדולה שבהן היא העובדה שאם האלקטרונים מסתובבים סביב הגרעין, הם בתאוצה, וידוע מחשמל שמטען בתאוצה פולט קרינה אלקטרומגנטית ומאבד אנרגיה (תראו את זה בקורס תורת שדות אלקטרומגנטיים בשנה ג'), ומכאן שאמור לקרוס אל גרעין האטום. חישובים מדויקים הראו שזמן הקריסה הוא פחות משנייה, וכפי שידוע לנו אטומים הם דברים יציבים, כך שהמודל הפלנטרי נפל גם הוא.

			כמו כן, כאשר לכדו גזים מסוימים וחיממו אותם, גילו שהם פולטים אור. יתר על כן, כאשר הסתכלו על האור דרך ספקטרומטר, מכשיר שמפצל את התדרים השונים של האור, ראו שבמקום ספקטרום רציף של צבעים, האור מורכב מכמה צבעים ספציפיים. כלומר '''ספקטרום הפליטה''' שלהם היה בדיד (או במילה אחרת, "מֵקְווּנְטַט"), דבר שנראה מאוד מוזר משום שקלאסית, אין שום סיבה שמשהו יפלוט רק צבעים מסוימים.

	===מודל האטום של בוהר===		===מודל האטום של בוהר===
שורה 16:		שורה 20:
	[http://he.wikipedia.org/wiki/%D7%A0%D7%99%D7%9C%D7%A1_%D7%91%D7%95%D7%94%D7%A8 נילס בוהר] (N.Bohr), פיזיקאי דני צעיר שעבד במעבדתו של רתרפורד מודל מתוקן. הנחות בוהר הן עבור אטום המימן שהוא האטום הפשוט ביותר – בו יש אלקטרון אחד המסתובב מסביב לגרעין המכיל פרוטון בודד.		[http://he.wikipedia.org/wiki/%D7%A0%D7%99%D7%9C%D7%A1_%D7%91%D7%95%D7%94%D7%A8 נילס בוהר] (N.Bohr), פיזיקאי דני צעיר שעבד במעבדתו של רתרפורד מודל מתוקן. הנחות בוהר הן עבור אטום המימן שהוא האטום הפשוט ביותר – בו יש אלקטרון אחד המסתובב מסביב לגרעין המכיל פרוטון בודד.

	* אלקטרון יכול לנוע מסביב לגרעין רק במסלולים מעגליים מסויימים. כאשר האלקטרון נע באחד מהמסלולים הללו, אין הוא פולט קרינה אלקטרומגנטית למרות תנועתו המואצת. הנחה זו מנוגדת לחוקי הפיזיקה הקלאסית ובוהר קיבל אותה כאקסיומה.		* אלקטרון יכול לנוע מסביב לגרעין רק במסלולים מעגליים מסויימים (המסלולים "מֵקְווּנְטַטִים"). כאשר האלקטרון נע באחד מהמסלולים הללו, אין הוא פולט קרינה אלקטרומגנטית למרות תנועתו המואצת. הנחה זו מנוגדת לחוקי הפיזיקה הקלאסית ובוהר קיבל אותה כאקסיומה.

	כפי שכתוב בהקדמה, בוהר קבע שהתנאי למסלולים המותרים (נקראים גם סטציונריים) הוא שהתנע הזוויתי <math>L= r \times p = rmv</math> הוא כפולה שלמה של <math>\frac{h}{2\pi} </math>:		כפי שכתוב בהקדמה, בוהר קבע שהתנאי למסלולים המותרים (נקראים גם סטציונריים) הוא שהתנע הזוויתי <math>L= r \times p = rmv</math> הוא כפולה שלמה של <math>\frac{h}{2\pi} </math> (כלומר לא כל תנע זוויתי אפשרי, אלא ערכים בדידים של תנע זוויתי, מכאן שגם הוא מקוונטט):

	<math>mvr=n {h \over 2 \pi}</math>		<math>mvr=n {h \over 2 \pi}</math>
	כאשר: <math>m</math>- מסת האלקטרון, <math>h</math>-קבוע פלנק ו- <math>n</math> מספר טבעי המאפיין את אינדקס המסלול.		כאשר: <math>m</math>- מסת האלקטרון, <math>h</math>-קבוע פלנק ו- <math>n</math> מספר טבעי המאפיין את אינדקס המסלול.

	* ~~אלקטרון~~ יכול ~~לעבור~~ ממסלול ~~סטציונרי מסויים – בעל אינדקס~~ <math>n</math> ~~(בו האנרגיה גבוהה) למסלול סטציונרי אחר - בעל אינדקס~~ <math>m</math> ~~(בו האנרגיה נמוכה) ולהיפך ע"י פליטה~~ או ~~בליעה (בהתאמה) של~~ פוטון ~~בעל אנרגיה מתאימה~~:		* מההנחה הקודמת וממכניקה אפשר להבין שלאלקטרון שמסתובב במעגל ברדיוס <math>n</math> סביב הגרעין תהיה אנרגיה <math>E_n</math> מתאימה. לפי בוהר, האלקטרון יכול לקפוץ ממסלול למסלול אבל צריך לקבל או לפלוט מנת אנרגיה מתאימה, היא נבלעת או נפלטת בצורת פוטון. למדתם בפיזיקה מודרנית שאנרגיה של פוטון בתדירות <math>f</math> היא <math>hf</math> ומכאן שכאשר אלקטרון עובר ממסלול n למסלול m הוא צריך לפלוט או לבלוע פוטון בתדר שמקיים:
	<math>hf=\|E_n-E_m\| </math>		<math>hf=\|E_n-E_m\| </math>
	בהתבססו על הנחות יסוד אלה, חישב בוהר את רדיוסי המסלולים המותרים של אטום המימן, את אנרגיות המצבים היציבים ואורכי הגל של קווי ספקטרום הפליטה או ספקטרום הבליעה המתאימים למעבר של האטום ממצב יציב אחד לאחר.		בהתבססו על הנחות יסוד אלה, חישב בוהר את רדיוסי המסלולים המותרים של אטום המימן, את אנרגיות המצבים היציבים ואורכי הגל של קווי ספקטרום הפליטה או ספקטרום הבליעה המתאימים למעבר של האטום ממצב יציב אחד לאחר.

Ofekgillon10 ב־17:54, 1 באוקטובר 2015

2015-10-01T17:54:43Z

→ הגרסה הקודמת		גרסה מ־17:54, 1 באוקטובר 2015
שורה 1:		שורה 1:
	[[קובץ:אטום.jpg\|שמאל\|250px]]		[[קובץ:אטום.jpg\|שמאל\|250px]]

	בשנת 1913 הציג נילס בוהר את מודל האטום שלו, לפיו בתוך האטום אלקטרונים נעים במספר בדיד של מסלולים, שבהם התנע הזוויתי של האלקטרונים הוא ~~ביחידות~~ שלמות של קבוע פלאנק. המודל הזה הסביר באופן יפה את ספקטרום הפליטה של אטום המימן, וההסבר האינטואיטיבי שעומד מאחוריו הוא שהאלקטרון מתנהג כמו גל, והמסלולים בהם הוא יכול לנוע דומים למצבים עצמיים של גלים.		בשנת 1913 הציג נילס בוהר את מודל האטום שלו, לפיו בתוך האטום אלקטרונים נעים במספר בדיד של מסלולים, שבהם התנע הזוויתי של האלקטרונים הוא בכפולות שלמות של קבוע פלאנק <math>h</math>, חלקי <math>2\pi</math>. המודל הזה הסביר באופן יפה את ספקטרום הפליטה של אטום המימן, וההסבר האינטואיטיבי שעומד מאחוריו הוא שהאלקטרון מתנהג כמו גל, והמסלולים בהם הוא יכול לנוע דומים למצבים עצמיים של גלים.

	בניסוי זה תוכלו לקבוע את רמות האנרגיה של אטום המימן לפי קווי ספקטרום הפליטה שלו ולמצוא את קבוע רידברג (Rydberg). חלקו שני של הניסוי הוא ביצוע גירסא של ניסוי פרנק-הרץ למציאת פוטנציאל עירור ופוטנציאל יינון של אטומי גז אציל.		בניסוי זה תוכלו לקבוע את רמות האנרגיה של אטום המימן לפי קווי ספקטרום הפליטה שלו ולמצוא את קבוע רידברג (Rydberg). חלקו שני של הניסוי הוא ביצוע גירסא של ניסוי פרנק-הרץ למציאת פוטנציאל עירור ופוטנציאל יינון של אטומי גז אציל.

	==רקע תיאורטי==		==רקע תיאורטי==
			=== העשרה - קצת היסטוריה ===
			בסוף המאה ה-19, אחרי שג'וזף תומסון הגיע בעקבנות ניסוי למסקנה שהאטום מורכב בתוכו ממטענים חיוביים ושליליים, התפרסם "מודל עוגת הצימוקים" שלו. לפי המודל, האטום מורכב ממטען חיובי שמפוזר בצורה אחידה ובתוכו תקועים אלקטרונים, נושאי מטען שלילי, כפי שצימוקים נמצאים בעוגה.

			בתחילת המאה ה-20, הנס גייגר וארנסט מרסדן, תחת הדרכתו של ארנסט רתרפורד, ביצעו ניסוי בו מפגיזים מספר עלי מתכות שונות בחלקיקי אלפא, והצורה בה חלקיקי האלפא התפזרו מההפגזרות הייתה שונה מהמצופה לפי עוגת הצימוקים, ולפיכך יצאו במודל חדש לאטום: המודל הפלנטרי (מהמילה planet, כוכב לכת). לפי המודל הפלנטרי של רתרפורד, האטום מורכב מגרעין חיובי והאלקטרונים מקיפים אותו כמו שכוכבי הלכת מקיפים את השמש. המודל התאים לתוצאות הניסוי, אך היו בו מספר בעיות, הגדולה שבהן היא העובדה שאם האלקטרונים מסתובבים סביב הגרעין, הם בתאוצה, וידוע מחשמל שמטען בתאוצה פולט קרינה אלקטרומגנטית ומאבד אנרגיה (תראו את זה בקורס תורת שדות אלקטרומגנטיים בשנה ג'), ומכאן שאמור לקרוס אל גרעין האטום. חישובים מדויקים הראו שזמן הקריסה הוא פחות משנייה, וכפי שידוע לנו אטומים הם דברים יציבים, כך שהמודל הפלנטרי נפל גם הוא.

	===מודל האטום של בוהר===		===מודל האטום של בוהר===
שורה 14:		שורה 18:
	* אלקטרון יכול לנוע מסביב לגרעין רק במסלולים מעגליים מסויימים. כאשר האלקטרון נע באחד מהמסלולים הללו, אין הוא פולט קרינה אלקטרומגנטית למרות תנועתו המואצת. הנחה זו מנוגדת לחוקי הפיזיקה הקלאסית ובוהר קיבל אותה כאקסיומה.		* אלקטרון יכול לנוע מסביב לגרעין רק במסלולים מעגליים מסויימים. כאשר האלקטרון נע באחד מהמסלולים הללו, אין הוא פולט קרינה אלקטרומגנטית למרות תנועתו המואצת. הנחה זו מנוגדת לחוקי הפיזיקה הקלאסית ובוהר קיבל אותה כאקסיומה.

	~~התנאי~~ למסלולים המותרים (נקראים גם סטציונריים) הוא:		כפי שכתוב בהקדמה, בוהר קבע שהתנאי למסלולים המותרים (נקראים גם סטציונריים) הוא שהתנע הזוויתי <math>L= r \times p = rmv</math> הוא כפולה שלמה של <math>\frac{h}{2\pi} </math>:

	<math>mvr=n {h \over 2 \pi}</math>		<math>mvr=n {h \over 2 \pi}</math>
	כאשר: <math>m</math>- מסת האלקטרון, <math>h</math>-קבוע פלנק ו- <math>n</math> מספר טבעי המאפיין את אינדקס המסלול.		כאשר: <math>m</math>- מסת האלקטרון, <math>h</math>-קבוע פלנק ו- <math>n</math> מספר טבעי המאפיין את אינדקס המסלול.

נועה ק ב־07:08, 30 באוקטובר 2014

2014-10-30T07:08:25Z

→ הגרסה הקודמת		גרסה מ־07:08, 30 באוקטובר 2014
שורה 1:		שורה 1:
			[[קובץ:אטום.jpg\|שמאל\|250px]]

	בשנת 1913 הציג נילס בוהר את מודל האטום שלו, לפיו בתוך האטום אלקטרונים נעים במספר בדיד של מסלולים, שבהם התנע הזוויתי של האלקטרונים הוא ביחידות שלמות של קבוע פלאנק. המודל הזה הסביר באופן יפה את ספקטרום הפליטה של אטום המימן, וההסבר האינטואיטיבי שעומד מאחוריו הוא שהאלקטרון מתנהג כמו גל, והמסלולים בהם הוא יכול לנוע דומים למצבים עצמיים של גלים.		בשנת 1913 הציג נילס בוהר את מודל האטום שלו, לפיו בתוך האטום אלקטרונים נעים במספר בדיד של מסלולים, שבהם התנע הזוויתי של האלקטרונים הוא ביחידות שלמות של קבוע פלאנק. המודל הזה הסביר באופן יפה את ספקטרום הפליטה של אטום המימן, וההסבר האינטואיטיבי שעומד מאחוריו הוא שהאלקטרון מתנהג כמו גל, והמסלולים בהם הוא יכול לנוע דומים למצבים עצמיים של גלים.

נועה ק ב־10:27, 22 באוקטובר 2014

2014-10-22T10:27:12Z

→ הגרסה הקודמת		גרסה מ־10:27, 22 באוקטובר 2014
שורה 74:		שורה 74:
	האלקטרונים אשר נפלטים מהקתודה המחוממת ומואצים לעבר השריג (בשל הפוטנציאל החיובי) מתנגשים עם אטומי הגז שבשפופרת. בשלב הראשוני ההתנגשויות הינם אלסטיות כך שהאלקטרונים כמעט ולא מאבדים מהאנרגיה שלהם וממשיכים לעבר השריג. גם האלקטרונים המצליחים לעבור את השריג חוזרים בחזרה אליו בשל הפוטנציאל השלילי של הקולט. כאשר האנרגיה הקינטית של האלקטרונים (בשל הגדלת הפוטנציאל), שווה לרמת האנרגיה של אטומי הגז מתבצע עירור של האטומים. האלקטרונים מוסרים את האנרגיה שלהם לאטומים ובככך גורמים לאלקטרוני אטומי-הגז לעבור למסלול סטציונרי בעל אנרגיה גבוהה יותר. לאחר פרק זמן קצר מאוד, האלקטרונים חוזרים למצב בעל אנרגיה יותר נמוכה, ופולטים פוטונים. פוטונים אלו פוגעים בקולט וגורמים לאפקט הפוטו-אלקטרי. פוטונים משחררים אלקטרונים מהקולט (אנרגית הפוטונים גדולה פונקציית העבודה של הקולט). אלקטרונים אלה נעים מהקולט לעבר השריג וכך נוצר הזרם במעגל הקולט.		האלקטרונים אשר נפלטים מהקתודה המחוממת ומואצים לעבר השריג (בשל הפוטנציאל החיובי) מתנגשים עם אטומי הגז שבשפופרת. בשלב הראשוני ההתנגשויות הינם אלסטיות כך שהאלקטרונים כמעט ולא מאבדים מהאנרגיה שלהם וממשיכים לעבר השריג. גם האלקטרונים המצליחים לעבור את השריג חוזרים בחזרה אליו בשל הפוטנציאל השלילי של הקולט. כאשר האנרגיה הקינטית של האלקטרונים (בשל הגדלת הפוטנציאל), שווה לרמת האנרגיה של אטומי הגז מתבצע עירור של האטומים. האלקטרונים מוסרים את האנרגיה שלהם לאטומים ובככך גורמים לאלקטרוני אטומי-הגז לעבור למסלול סטציונרי בעל אנרגיה גבוהה יותר. לאחר פרק זמן קצר מאוד, האלקטרונים חוזרים למצב בעל אנרגיה יותר נמוכה, ופולטים פוטונים. פוטונים אלו פוגעים בקולט וגורמים לאפקט הפוטו-אלקטרי. פוטונים משחררים אלקטרונים מהקולט (אנרגית הפוטונים גדולה פונקציית העבודה של הקולט). אלקטרונים אלה נעים מהקולט לעבר השריג וכך נוצר הזרם במעגל הקולט.

	[[קובץ: מעגל הניסוי אטום.png\|~~450px~~\|מרכז\|ממוזער\|איור 4 - מעגל המדידה]]		[[קובץ: מעגל הניסוי אטום.png\|650px\|מרכז\|ממוזער\|איור 4 - מעגל המדידה]]

	הזרם במעגל הקולט נמדד בעזרת מכשיר בעל רגישות בסדר גודל של <math>10^{-10} A</math>. במערכת שלנו במעגל הקולט קיים נגד של <math>1 M \Omega</math>, כאשר מודדים עליו את מפל מתח עליו מבאמצעות מילי-וולטמטר בעל רגישות של <math>0.1mV</math>, סך כל הרגישות בזרם הנמדד תהיה <math>10^{-10} A</math>.		הזרם במעגל הקולט נמדד בעזרת מכשיר בעל רגישות בסדר גודל של <math>10^{-10} A</math>. במערכת שלנו במעגל הקולט קיים נגד של <math>1 M \Omega</math>, כאשר מודדים עליו את מפל מתח עליו מבאמצעות מילי-וולטמטר בעל רגישות של <math>0.1mV</math>, סך כל הרגישות בזרם הנמדד תהיה <math>10^{-10} A</math>.

נועה ק: /* ניסוי פרנק-הרץ */

2014-10-22T10:26:08Z

ניסוי פרנק-הרץ

→ הגרסה הקודמת		גרסה מ־10:26, 22 באוקטובר 2014
שורה 74:		שורה 74:
	האלקטרונים אשר נפלטים מהקתודה המחוממת ומואצים לעבר השריג (בשל הפוטנציאל החיובי) מתנגשים עם אטומי הגז שבשפופרת. בשלב הראשוני ההתנגשויות הינם אלסטיות כך שהאלקטרונים כמעט ולא מאבדים מהאנרגיה שלהם וממשיכים לעבר השריג. גם האלקטרונים המצליחים לעבור את השריג חוזרים בחזרה אליו בשל הפוטנציאל השלילי של הקולט. כאשר האנרגיה הקינטית של האלקטרונים (בשל הגדלת הפוטנציאל), שווה לרמת האנרגיה של אטומי הגז מתבצע עירור של האטומים. האלקטרונים מוסרים את האנרגיה שלהם לאטומים ובככך גורמים לאלקטרוני אטומי-הגז לעבור למסלול סטציונרי בעל אנרגיה גבוהה יותר. לאחר פרק זמן קצר מאוד, האלקטרונים חוזרים למצב בעל אנרגיה יותר נמוכה, ופולטים פוטונים. פוטונים אלו פוגעים בקולט וגורמים לאפקט הפוטו-אלקטרי. פוטונים משחררים אלקטרונים מהקולט (אנרגית הפוטונים גדולה פונקציית העבודה של הקולט). אלקטרונים אלה נעים מהקולט לעבר השריג וכך נוצר הזרם במעגל הקולט.		האלקטרונים אשר נפלטים מהקתודה המחוממת ומואצים לעבר השריג (בשל הפוטנציאל החיובי) מתנגשים עם אטומי הגז שבשפופרת. בשלב הראשוני ההתנגשויות הינם אלסטיות כך שהאלקטרונים כמעט ולא מאבדים מהאנרגיה שלהם וממשיכים לעבר השריג. גם האלקטרונים המצליחים לעבור את השריג חוזרים בחזרה אליו בשל הפוטנציאל השלילי של הקולט. כאשר האנרגיה הקינטית של האלקטרונים (בשל הגדלת הפוטנציאל), שווה לרמת האנרגיה של אטומי הגז מתבצע עירור של האטומים. האלקטרונים מוסרים את האנרגיה שלהם לאטומים ובככך גורמים לאלקטרוני אטומי-הגז לעבור למסלול סטציונרי בעל אנרגיה גבוהה יותר. לאחר פרק זמן קצר מאוד, האלקטרונים חוזרים למצב בעל אנרגיה יותר נמוכה, ופולטים פוטונים. פוטונים אלו פוגעים בקולט וגורמים לאפקט הפוטו-אלקטרי. פוטונים משחררים אלקטרונים מהקולט (אנרגית הפוטונים גדולה פונקציית העבודה של הקולט). אלקטרונים אלה נעים מהקולט לעבר השריג וכך נוצר הזרם במעגל הקולט.

	[[קובץ: מעגל הניסוי אטום.png\|~~300px~~\|מרכז\|ממוזער\|איור 4 - מעגל המדידה]]		[[קובץ: מעגל הניסוי אטום.png\|450px\|מרכז\|ממוזער\|איור 4 - מעגל המדידה]]

	הזרם במעגל הקולט נמדד בעזרת מכשיר בעל רגישות בסדר גודל של <math>10^{-10} A</math>. במערכת שלנו במעגל הקולט קיים נגד של <math>1 M \Omega</math>, כאשר מודדים עליו את מפל מתח עליו מבאמצעות מילי-וולטמטר בעל רגישות של <math>0.1mV</math>, סך כל הרגישות בזרם הנמדד תהיה <math>10^{-10} A</math>.		הזרם במעגל הקולט נמדד בעזרת מכשיר בעל רגישות בסדר גודל של <math>10^{-10} A</math>. במערכת שלנו במעגל הקולט קיים נגד של <math>1 M \Omega</math>, כאשר מודדים עליו את מפל מתח עליו מבאמצעות מילי-וולטמטר בעל רגישות של <math>0.1mV</math>, סך כל הרגישות בזרם הנמדד תהיה <math>10^{-10} A</math>.

נועה ק ב־10:24, 22 באוקטובר 2014

2014-10-22T10:24:55Z

→ הגרסה הקודמת		גרסה מ־10:24, 22 באוקטובר 2014
שורה 56:		שורה 56:
	==מערכת הניסוי==		==מערכת הניסוי==

	~~'''ספקרטום~~ הפליטה של מימן~~'''~~		===ספקטרום הפליטה של מימן===

	המערכת מורכבת ממנורת מימן הפועלת תחת מתח של <math>5000V</math>. אטומי המימן מעוררים ופולטים קרינת אור נראה. כדי למצוא את אורכי הגל של האור הנפלט נשתמש בספקטרוסקופ, ראו איור 2. בספקטרומטר, האור הנפלט מהמימן החם עובר דרך שריג עקיפה ויוצר תמונת התאבכות. בתמונה זו מופרדים הגלים לפי אורך הגל שלהם, ועל ידי כיול ניתן לראות את סדרת אורכי הגל של הקרינה הנפלטת.		המערכת מורכבת ממנורת מימן הפועלת תחת מתח של <math>5000V</math>. אטומי המימן מעוררים ופולטים קרינת אור נראה. כדי למצוא את אורכי הגל של האור הנפלט נשתמש בספקטרוסקופ, ראו איור 2. בספקטרומטר, האור הנפלט מהמימן החם עובר דרך שריג עקיפה ויוצר תמונת התאבכות. בתמונה זו מופרדים הגלים לפי אורך הגל שלהם, ועל ידי כיול ניתן לראות את סדרת אורכי הגל של הקרינה הנפלטת.
שורה 63:		שורה 63:


	~~'''~~ניסוי פרנק-הרץ~~'''~~		===ניסוי פרנק-הרץ===

	בניסוי שלנו נחזור על אחת הגרסאות של ניסוי פרנק-הרץ. נשתמש בשפופרת תיראטרון (thyratron)- טריאודה ממולאת גז עם קתודה מחוממת הפולטת אלקטרונים. בין האנודה לקטודה ישנו שריג (grid) שצורתו המחוררת מאפשרת מעבר אלקטרונים דרכו. מתח מאיץ מופעל בין השריג לבין הקתודה של התיראטרון ושולט על תנועת האלקטרונים (ראו איור 2).		בניסוי שלנו נחזור על אחת הגרסאות של ניסוי פרנק-הרץ. נשתמש בשפופרת תיראטרון (thyratron)- טריאודה ממולאת גז עם קתודה מחוממת הפולטת אלקטרונים. בין האנודה לקטודה ישנו שריג (grid) שצורתו המחוררת מאפשרת מעבר אלקטרונים דרכו. מתח מאיץ מופעל בין השריג לבין הקתודה של התיראטרון ושולט על תנועת האלקטרונים (ראו איור 2).
שורה 69:		שורה 69:
	[[קובץ:תיראטרון.png\|150px\|שמאל\|ממוזער\|איור 3 - מבנה התיראטרון. העיגול השחור מיצג המצאות גז בשפופרת]]		[[קובץ:תיראטרון.png\|150px\|שמאל\|ממוזער\|איור 3 - מבנה התיראטרון. העיגול השחור מיצג המצאות גז בשפופרת]]

	במערכת זו מפעילים מתח שלילי על האנודה (אלקטרודה המשמשת כקולט), כך שאלקטרונים אינם יכולים להגיע אליו. בישומים רגילים של תיראטרון האנודה מוחזקת בפוטנציאל חיובי על מנת לקלוט את האלקטרונים.		מעגל המדידה מסורטט באיור 4. במערכת זו מפעילים מתח שלילי על האנודה (אלקטרודה המשמשת כקולט), כך שאלקטרונים אינם יכולים להגיע אליו. בישומים רגילים של תיראטרון האנודה מוחזקת בפוטנציאל חיובי על מנת לקלוט את האלקטרונים.

	הזרם במעגל הקולט נוצר כאשר מתבצע עירור באטומי הגז שבשפופרת באופן הבא:		הזרם במעגל הקולט נוצר כאשר מתבצע עירור באטומי הגז שבשפופרת באופן הבא:
	האלקטרונים אשר נפלטים מהקתודה המחוממת ומואצים לעבר השריג (בשל הפוטנציאל החיובי) מתנגשים עם אטומי הגז שבשפופרת. בשלב הראשוני ההתנגשויות הינם אלסטיות כך שהאלקטרונים כמעט ולא מאבדים מהאנרגיה שלהם וממשיכים לעבר השריג. גם האלקטרונים המצליחים לעבור את השריג חוזרים בחזרה אליו בשל הפוטנציאל השלילי של הקולט. כאשר האנרגיה הקינטית של האלקטרונים (בשל הגדלת הפוטנציאל), שווה לרמת האנרגיה של אטומי הגז מתבצע עירור של האטומים. האלקטרונים מוסרים את האנרגיה שלהם לאטומים ובככך גורמים לאלקטרוני אטומי-הגז לעבור למסלול סטציונרי בעל אנרגיה גבוהה יותר. לאחר פרק זמן קצר מאוד, האלקטרונים חוזרים למצב בעל אנרגיה יותר נמוכה, ופולטים פוטונים. פוטונים אלו פוגעים בקולט וגורמים לאפקט הפוטו-אלקטרי. פוטונים משחררים אלקטרונים מהקולט (אנרגית הפוטונים גדולה פונקציית העבודה של הקולט). אלקטרונים אלה נעים מהקולט לעבר השריג וכך נוצר הזרם במעגל הקולט.		האלקטרונים אשר נפלטים מהקתודה המחוממת ומואצים לעבר השריג (בשל הפוטנציאל החיובי) מתנגשים עם אטומי הגז שבשפופרת. בשלב הראשוני ההתנגשויות הינם אלסטיות כך שהאלקטרונים כמעט ולא מאבדים מהאנרגיה שלהם וממשיכים לעבר השריג. גם האלקטרונים המצליחים לעבור את השריג חוזרים בחזרה אליו בשל הפוטנציאל השלילי של הקולט. כאשר האנרגיה הקינטית של האלקטרונים (בשל הגדלת הפוטנציאל), שווה לרמת האנרגיה של אטומי הגז מתבצע עירור של האטומים. האלקטרונים מוסרים את האנרגיה שלהם לאטומים ובככך גורמים לאלקטרוני אטומי-הגז לעבור למסלול סטציונרי בעל אנרגיה גבוהה יותר. לאחר פרק זמן קצר מאוד, האלקטרונים חוזרים למצב בעל אנרגיה יותר נמוכה, ופולטים פוטונים. פוטונים אלו פוגעים בקולט וגורמים לאפקט הפוטו-אלקטרי. פוטונים משחררים אלקטרונים מהקולט (אנרגית הפוטונים גדולה פונקציית העבודה של הקולט). אלקטרונים אלה נעים מהקולט לעבר השריג וכך נוצר הזרם במעגל הקולט.

			[[קובץ: מעגל הניסוי אטום.png\|300px\|מרכז\|ממוזער\|איור 4 - מעגל המדידה]]

	הזרם במעגל הקולט נמדד בעזרת מכשיר בעל רגישות בסדר גודל של <math>10^{-10} A</math>. במערכת שלנו במעגל הקולט קיים נגד של <math>1 M \Omega</math>, כאשר מודדים עליו את מפל מתח עליו מבאמצעות מילי-וולטמטר בעל רגישות של <math>0.1mV</math>, סך כל הרגישות בזרם הנמדד תהיה <math>10^{-10} A</math>.		הזרם במעגל הקולט נמדד בעזרת מכשיר בעל רגישות בסדר גודל של <math>10^{-10} A</math>. במערכת שלנו במעגל הקולט קיים נגד של <math>1 M \Omega</math>, כאשר מודדים עליו את מפל מתח עליו מבאמצעות מילי-וולטמטר בעל רגישות של <math>0.1mV</math>, סך כל הרגישות בזרם הנמדד תהיה <math>10^{-10} A</math>.

	פוטנציאל העירור של אטומי הגז בתיראטרון שווה למתח המאיץ שעבורו מופיע זרם במעגל של הקולט. את פוטנציאל היינון קובעים לפי עלייה חזקה בזרם השריג. עלייה זאת קשורה לנטרול של המטען האלקטרוני המרחבי ליד הקתודה על ידי היונים החיוביים שהופיעו. על מנת להגביל את זרם השריג, הוכנסה התנגדות למעגל.		פוטנציאל העירור של אטומי הגז בתיראטרון שווה למתח המאיץ שעבורו מופיע זרם במעגל של הקולט. את פוטנציאל היינון קובעים לפי עלייה חזקה בזרם השריג. עלייה זאת קשורה לנטרול של המטען האלקטרוני המרחבי ליד הקתודה על ידי היונים החיוביים שהופיעו. על מנת להגביל את זרם השריג, הוכנסה התנגדות למעגל.

			==מהלך הניסוי==

			'''ספקטרום הפליטה של מימן'''

			את המערכת יפעיל ויכבה המדריך בלבד!

			סכנה! המנורה פועלת תחת מתח של <math>5000 V</math>! אין לקרב אל המנורה חפצים מתכתיים או ידיים.

			יש להסתכל דרך הספקטרוסקופ ולמצוא את אורכי הגל של 3 הקווים הברורים ביותר. ניתן לראות עוד קווים חלשים יותר – כתוצאה ממולקולות מימן.

			* חשבו את ערכו הממוצע של קבוע רידברג עבור 3 אורכי הגל המתקבלים.
			* שרטטו תרשים של רמות האנרגיה לפי המדידות והחישובים שביצעתם.

			'''ניסוי פרנק–הרץ'''

			בנו את המעגל באיור כאשר המתח השלילי על הקולט הוא <math>5 V</math>.
			ומצאו את אופייני הזרם בקולט ובשריג כפונקציה של המתח על השריג. התחל ממתח של <math>0.5 V</math> ועלו בחצאי וולטים. דונו בתוצאות המתקבלות וחשבו את אורך הגל של האור הנפלט.

נועה ק: /* מערכת הניסוי */

2014-10-22T10:06:38Z

מערכת הניסוי

→ הגרסה הקודמת		גרסה מ־10:06, 22 באוקטובר 2014
שורה 60:		שורה 60:
	המערכת מורכבת ממנורת מימן הפועלת תחת מתח של <math>5000V</math>. אטומי המימן מעוררים ופולטים קרינת אור נראה. כדי למצוא את אורכי הגל של האור הנפלט נשתמש בספקטרוסקופ, ראו איור 2. בספקטרומטר, האור הנפלט מהמימן החם עובר דרך שריג עקיפה ויוצר תמונת התאבכות. בתמונה זו מופרדים הגלים לפי אורך הגל שלהם, ועל ידי כיול ניתן לראות את סדרת אורכי הגל של הקרינה הנפלטת.		המערכת מורכבת ממנורת מימן הפועלת תחת מתח של <math>5000V</math>. אטומי המימן מעוררים ופולטים קרינת אור נראה. כדי למצוא את אורכי הגל של האור הנפלט נשתמש בספקטרוסקופ, ראו איור 2. בספקטרומטר, האור הנפלט מהמימן החם עובר דרך שריג עקיפה ויוצר תמונת התאבכות. בתמונה זו מופרדים הגלים לפי אורך הגל שלהם, ועל ידי כיול ניתן לראות את סדרת אורכי הגל של הקרינה הנפלטת.

	[[קובץ:מנורת מימן.png\|~~400px~~\|מרכז\|ממוזער\|איור 3 - ספקטרומטר (מימין) ומנורת מימן (משמאל)]]		[[קובץ:מנורת מימן.png\|450px\|מרכז\|ממוזער\|איור 3 - ספקטרומטר (מימין) ומנורת מימן (משמאל)]]


			'''ניסוי פרנק-הרץ'''

	בניסוי שלנו נחזור על אחת הגרסאות של ניסוי פרנק-הרץ. נשתמש בשפופרת תיראטרון (thyratron)- טריאודה ממולאת גז עם קתודה מחוממת הפולטת אלקטרונים. בין האנודה לקטודה ישנו שריג (grid) שצורתו המחוררת מאפשרת מעבר אלקטרונים דרכו. מתח מאיץ מופעל בין השריג לבין הקתודה של התיראטרון ושולט על תנועת האלקטרונים (ראו איור 2).		בניסוי שלנו נחזור על אחת הגרסאות של ניסוי פרנק-הרץ. נשתמש בשפופרת תיראטרון (thyratron)- טריאודה ממולאת גז עם קתודה מחוממת הפולטת אלקטרונים. בין האנודה לקטודה ישנו שריג (grid) שצורתו המחוררת מאפשרת מעבר אלקטרונים דרכו. מתח מאיץ מופעל בין השריג לבין הקתודה של התיראטרון ושולט על תנועת האלקטרונים (ראו איור 2).

	[[קובץ:תיראטרון.png\|150px\|~~מרכז~~\|ממוזער\|איור 3 - מבנה התיראטרון. העיגול השחור מיצג המצאות גז בשפופרת]]		[[קובץ:תיראטרון.png\|150px\|שמאל\|ממוזער\|איור 3 - מבנה התיראטרון. העיגול השחור מיצג המצאות גז בשפופרת]]

	במערכת זו מפעילים מתח שלילי על האנודה (אלקטרודה המשמשת כקולט), כך שאלקטרונים אינם יכולים להגיע אליו. בישומים רגילים של תיראטרון האנודה מוחזקת בפוטנציאל חיובי על מנת לקלוט את האלקטרונים.		במערכת זו מפעילים מתח שלילי על האנודה (אלקטרודה המשמשת כקולט), כך שאלקטרונים אינם יכולים להגיע אליו. בישומים רגילים של תיראטרון האנודה מוחזקת בפוטנציאל חיובי על מנת לקלוט את האלקטרונים.