58 С С А К К I а А I II б Рис.5.5. Области неупругих столкновений электронов с атомами ртути: I а – область I при eU У=E12; б – области I и II при II eU У =2ΔE12 столкновений примерно на середину расстояния катод-сетка (область I на рис.5.5,б), оставшегося пути до сетки будет достаточно, чтобы электроны могли набрать энергию для нового неупругого столкновения в области II и, испытав его, попасть на сетку. Появление на графике второго максимума и минимума тока анода соответствуют состоянию, II I когда напряжение на сетке U У вдвое превышает U У. В анодной цепи II появится второй максимум и минимум, напряжение на сетке U У вдвое I превышает U У. Если теперь измерить расстояние между максимумами II I (рис.5.4), то оно окажется равным e(U У – U У) = ΔE12. Это указывает на то, что в обоих случаях происходит передача энергии на возбуждение одного и того же уровня Е2. Возбуждение более высоколежащих уровней при данных условиях эксперимента практически не происходит. Это связано с тем, что частота столкновений электрона с атомами газа велика и, как только электрон наберёт равную или немного превышающую энергию перехода атома на первый возбуждённый уровень Е12, он, с большой степенью вероятности, отдаст её атому. Следует отметить, что разность потенциалов UСК в вакуумном промежутке сетка-катод меньше величины напряжения UУ, которое показывает вольтметр PV2, подключенный во внешней цепи к выводам сетки и катода (рис.5.2). Дело в том, что катод (вольфрамовая проволока, покрытая слоем окиси бария) и сетка (никелевая проволока) сделаны из разных материалов. При их электрическом контакте, а они обе подсоединены к внешней электрической цепи, между ними возникает контактная разность потенциалов Uконт, равная разности работ выхода электронов из этих веществ: Uконт = Aвых(Ni) –Aвых(BaO), где Aвых(Ni) = 4,5 эВ, Aвых(BaO) = 1,1 эВ. UУ= UСК + Uконт. Поэтому измерение потенциала возбуждения ртути Uрез следует II I производить по разности Uрез = U У−U У.