Relatório Experiência de Frank Hertz

Relatório
Experiência de Frank-Hertz
27 de Maio de 2013
Faculdade de Ciências da Universidade do Porto
Conteúdo:
1. Sumário
2. Introdução teórica
3. Registo e análise de dados:
3.1. Montagem experimental
3.2. Excitação de átomos de Néon
3.3. Ionização de átomos de Xénon
4. Discussão e conclusão
5. Referências

1. Sumário
Através da experiência de Frank-hertz conseguiu-se:
Calcular a menor energia de excitação de um átomo de néon : 16,76666667 V.
Calcular a energia de ionização de um átomo de Xénon: 2,0324*10^-18 J.
Esta com um erro de cerca de 4,8%.
Mostrou-se que os espaçamentos entre mínimos aumentam linearmente com o numero de mínimo devido à aceleração adicional que os eletrões adquirem durante o livre percurso médio após terem atingido o valor de energia de excitação e antes de acontecer o choque inelástico com o átomo do gás.

2. Introdução teórica
A experiência de Frank-Hertz demonstra a quantificação dos níveis de energia atómicos (não-ópticos) constituindo assim uma prova experimental do carácter discreto dos níveis de energia electrónicos anteriormente previstos por Bohr.
Com esta experiência temos o objetivo de verificar a possibilidade de excitar átomos através do bombardeamento de eletrões de baixa energia; verificar o carácter discreto dos valores da energia transferida dos eletrões para os átomos; e verificar se os valores obtidos para a energia correspondem com as riscas obtidos por espectroscopia.

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Nesta experiência existe uma válvula com um gás monoatómico (mercúrio aquecido ou néon ou xénon) na qual existe um filamento e um conjunto de grelhas e eléctrodos para controlar o feixe de eletrões emitido pelo filamento. Neste sistema consegue-se acelerar os eletrões ao comunicar-lhes energia suficiente para excitar os átomos de gás através de choques inelásticos eletrão/átomo. Entre o cátodo G1 e a grelha G2 (comprimento L) é estabelecida uma diferença de potencial variável U1.
Os choques eletrão/átomo são