שינויים
אטום
,==מערכת הניסוי==
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.
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|שמאל|ממוזער|איור 3 - מבנה התיראטרון. העיגול השחור מיצג המצאות גז בשפופרת]]
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:
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>.
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.
