弗兰克赫兹试验数据处理

1、弗兰克赫兹实验数据处理数据处理(1)计算第一激发电势和相对误差IA-UG2K曲线数据2.8V2.6V3.0V电流/uA电压/V电流/uA电压/V电流/uA电压/V峰132.6124.932.635.733.01251.4谷136.971.437.119.636.9151.5峰243.0308.743.291.043.4657.7谷248.1103.548.326.848.01220.5峰354.6560.354.6169.554.71258.4谷359.5157.059.742.859.4369.4峰466.4851.266.2258.766.512004.2谷471.5289.171.580

2、.371.1742.7弗兰克赫兹实验数据处理用逐差法求氮原子第一激发电势U= (66.4+54.6-43-32.6 ) /4=11.35V相对误差 Er= (11.35-11.5 ) /11.5*100%=1.30%误差在允许范围内通过比较有： 灯丝电压的变化对极板电流有比较大的影响； 在其他因素相同的情况下，灯丝电压越大，极板电流越大。分析：灯丝电压变大导致灯丝的实际功率变大，灯丝的温度升高，在其他的因素相同的情况下，单位时间到达极板的电子数增加，从而极板电流增大。(2)改变灯丝电压，研究其对实验的影响。反向拒斥电压UG2A =8.5 V,分别测量拒斥电压U =10.5 V. , U =6.

3、5 V，情况下的实验数据。IA-UG2K曲线数据8.5V10.5V6.5V电流/uA电压/V电流/uA电压/V电流/uA电压/V峰132.6124.933.561.532.2141.8谷136.971.438.325.836.098.9峰243.0308.744.1189.942.8338.0谷248.1103.549.229.347.0163.2峰354.6560.355.5388.053.8607.5谷359.5157.060.943.658.6263.1峰466.4851.267.1625.365.6914.4谷471.5289.172.5113.270.4448.7弗兰克赫兹实验数据处

4、理Ia Ug2K 曲线UG2K/V通过比较有： 反向拒斥电压的变化对极板电流有一定的影响； 在其他因素相同的情况下，拒斥电压增大时，极板电流减小。分析：反向拒斥电压增大，在其他的因素相同的情况下，电子的能量大于eUG2A的电子数减少，单位时间到达极板的电子数减少，从而极板电流减少。思考与讨论(1)灯丝电压对FH实验的IaUg2K曲线形状有何影响？对第一激发电势的测量有何影响？答：灯丝电压不能过高或过低。因为灯丝电压的高低，确定了阴极的工作电流。灯丝电位低，阴极发射电子的能力减小，使得在碰撞区发生的碰撞减少，检测弗兰克赫兹实验数据处理到的电流减小，给检测带来困难，从而使 IAUG2K曲线的分辨率下降；灯丝 电压高阴极发射电子的能力增加，引起逃逸电子增多，相邻峰、谷值的差值减 小。(2)从Ia-Ug2k曲线上可以看出阳极电流并不是突然下降，有一个变化的 过程(电流的峰有一定的宽度)，而且出现峰值后电流不能降为零，这 是为什么？答：这是因为阳极发射的电子的初始速度不是完全相同的， 服从一定的统计规 律。另外，由于电子与氮原子的碰撞有一定的几率， 在大部分电子与氮原子碰 撞而损失能量的时候，还会有一些电子没有发