II.2 Компьютерно-программная часть

Как указывалось выше, компьютер управляет установкой и содержит базу данных эксперимента. Таким образом, программная часть является основой учебного комплекса. Приведем путеводитель по программной части.

Следует отметить, что вся программа, каждый ее экран снабжен контекстно зависимой справкой, в которой даются подробные пояснения, поэтому, если после прочтения методического описания что-то остается неясным или не запомнится, в "Справке" можно найти необходимые разъяснения.

В нижней части экрана имеется информационная строка, которая постоянно представляет краткую информацию на данный момент времени.

Работа начинается с включения компьютера.

На рабочем столе Windows либо в одной из папок (по указанию пользователя) имеется значок "Опыт Франка и Герца" - вход в программу. Войдя в нее, пользователь может попасть в любой пункт, указанный на дереве. Поскольку нас интересует пункт "Эксперимент", наведем на него курсор и нажмем “Enter” или дважды левую клавишу мыши. Откроется программа и появится оглавление, соответствующее содержанию этого пункта.

Сначала, однако, необходимо ввести данные пользователя, который и будет распоряжаться всеми результатами проведенных экспериментов и расчетов. Работа в любом разделе программы, за исключением разделов "Запись вольтамперной характеристики"и «настройка вольтамперной характеристики», не требует включения прибора.

Прежде всего, пользователю целесообразно ознакомиться с основными пунктами путеводителя, после чего можно перейти в раздел "Запись вольтамперной характеристики" (перед входом в разделы "Запись вольтамперной характеристики" и «настройка вольтамперной характеристики» необходимо включить питание прибора).

Описание экрана:

В верхней строке расположены значки различных процедур, выполняемых на текущем экране, так называемая панель инструментов. При наведении курсора на значок появляется рука и всплывает функция значка.

Список инструментов:

Значок	Пояснения
	Вход в оглавление текущего раздела программы
	Установка параметров и начало записи в/а характеристики
	Сохранение набранной характеристики
	Открыть один файл в окне
	Открыть второй файл в окне
	Печать
	Возврат в предыдущее окно программы
	Контекстно-зависимая справка
	Настройка параметров вывода на экран сохраненных характеристик.

В нижней строке экрана, как уже отмечалось, находится информационная строка. Она выделена цветом, и следует постоянно следить за поступающей информацией.

Для введения необходимых параметров используются диалоговые окна.

Гл.III Эксперимент

Задача эксперимента:

1. Цель: Определение резонансного потенциала атома ртути.

Метод: изучение анодной характеристики в зависимости от параметров: а) плотности паров ртути, б) задерживающей разности потенциалов V_з.

2. Цель: определение функции распределения электронов по энергии.

Метод: изучение характеристики задержки в зависимости от параметров: а) плотности паров ртути, б) задерживающей разности потенциалов V_з.

Оглавление экспериментальной части.

1. Схема эксперимента.
2. Настройка вольтамперных характеристик.
3. Запись вольтамперных характеристик.
4. Исследование вольтамперных характеристик.
5. Выход.

1. Схема эксперимента.В правой части экрана этого пункта меню изображена электрическая схема с микроамперметром в анодной цепи и вольтметрами V_y и V_з, в цепях катод-сетка и сетка-анод соответственно. Наведя курсор на нижний рисунок, изображающий внутреннее устройство лампы и нажав на левую кнопку мыши, можно вызвать фотоизображение самой лампы.

Переведя курсор вверх на электрическую схему, можно таким же образом вызвать схематическую картину явления, протекающего в самой лампе.

Левая часть экрана представляет приборную доску, на которую выводится вся необходимая информация о состоянии установки: напряжения, токи, температура лампы Т^оС, состояние соединяющих кабелей. Если одно из окон темное, это означает отсутствие соединения в соответствующей электрической цепи.

Вращая ручки потенциометров на модуле управления, Вы можете установить любые значения напряжения в вольтах, подаваемых на приборы V_y и V_з, при этом микроамперметр покажет ток в анодной цепи.

2. Настройка вольтамперных характеристик. В любом эксперименте качество результатов существенно зависит от правильного подбора параметров. Определение оптимальных значений параметров может быть достаточно трудоемкой процедурой. Конкретно в случае получения вольтамперных характеристик для быстроты получения кривых и подбора параметров служит так называемое осциллографическое окно, расположенное в правой части экрана. Вращая ручки потенциометров, наблюдают немедленную перестройку кривых. Таким образом пользователю предоставляется возможность предварительного проведения эксперимента для отработки его методов. При изучении характеристик на осциллографе следует иметь в виду, что для :

1. Анодной характеристики

V_y - изменяется от нуля до 24 вольт,

V_з - является параметром, величина которого устанавливается на время снятия характеристики, и который следует определить (обычно он выбирается значительно меньшим резонансного потенциала),

2. Характеристики задержки

V_з - изменяется от нуля до 24 вольт,

V_y - является параметром. Следует иметь в виду, что при V_у < V_р (резонансного потенциала атома) неупругих столкновений не будет. Характерная кривая задержки появляется при V_у > V_р.

3. Запись вольтамперных характеристик. После работы в разделе «Настройка вольтамперных характеристик» и определения оптимальных значений параметров можно перейти к следующему разделу – записи вольтамперных характеристик.

В этом разделе управление экспериментом ведется с использованием диалогового окна. Предлагаются две возможности: запись анодной характеристики и запись характеристики задержки. Потенциометрами блока управления устанавливаются значения напряжений V_у и V_з , выбирается шаг развертки вольтамперной характеристики и производится «Запись».

Как отмечалось ранее, для:

1. анодной характеристики i=f(V_y) параметрами служат напряжение задержки V_з и температура баллона лампы Т.

2. характеристики задержки i=f(V_з) параметрами служат ускоряющее напряжение V_y и температура баллона лампы Т.

Обсудим роль перечисленных параметров.