大学物理基础实验 夫兰克-赫兹实验.ppt

1、弗兰克赫兹实验，中国民航飞行学院物理实验室2009.9，背景，1913年丹麦物理学家玻尔提出氢原子模型，并指出原子存在能级。牙齿模型在预测氢谱的观测中取得了显著的成功。根据球的原子理论，原子光谱中的每个谱线表示原子从一种高能状态跳跃到另一种低能状态时的辐射。NBohr(玻尔)(1885-1962)，背景，1914年弗兰克和赫兹(G.Hertz)使用慢电子轰击原子方法，利用两个茄子郑智薰弹性碰撞能量刺激原子到高能水平，直接证明原子内部的量子化能级存在所以他们在1925年有了诺贝尔物理学奖。JAMES FRANCK (Franck) (1882-1964)，GUSTAV HERTZ (1887-1

2、975)，背景，Franck Hertz实验仍被用作探索原子结构的重要手段之一。目的，1 .了解弗兰克赫兹实验的原理和方法。2.测量氩原子的第一激发电位，验证原子能级的存在。实验仪器，原理，发生前卫弗兰克1赫兹实验原理，发生前卫，根据玻尔理论，原子可以在一定能量，每种状态的能量分离的一定状态(即正态)下停留很长时间。原子的能量只能从一种正态跳到另一种正态。原子从一种正态跳到另一种正态，释放或吸收辐射时，辐射频率是恒定的。具有一定能量的电子和原子碰撞，通过能量交换实现从价基态状态到高能状态的转换。氩原子的基态能量为E0，第一激发态能量为E1，超光速零电子通过电位差为U0的加速电场作用得到能量为e

3、U0。具有牙齿能量的电子与氩原子碰撞。(1)在电子能量eU0 E1- E0中，电子和氩原子只能发生弹性碰撞。电子质量比氩原子小得多，因此电子能量损失很小。(2)在电子能量eU0 E1- E0中，电子和氩原子是郑智薰弹性碰撞，氩原子是从电子获得E能量和基态，eU0=E=E1- E0中的第一个激发态，EU0=E=E1-E0，相应电位U0牙齿氩原子的第一个激发电位，弗兰克-赫兹实验原理，弗兰克-赫兹实验电路原理，F-H管加热氩气阴极K:灯丝后阴极接收电子版极A:电子第一栅极G1，第二栅极G2 G1-K:加速电场G2-K:打开电源，预热实验机，使其达到2030分钟，实验阶段，实验阶段，实验阶段使用电压

4、曹征键，根据0.0V到步骤0.5V中的电压值将电压源VG2K调整到82V。请记录每个VG2K值及其电流值IA。注意：为了确保实验数据的唯一性，VG2K值必须从进程中反复渡边杏的小方向向大方向调整。记录最后一组数据后，立即按“启动键”快速归零VG2K电压。VG2K电压为零，等待5分钟，重复上述步骤，测试结束后关机，清理设备。测量实验内容，弗兰克赫兹管的板流IP和加速电压U2的关系曲线，将氩原子的第一次发生前卫U连接成图形。根据实验卡上的数据，参数曹征手动加速电压U2(例如，斜坡电压UF、栅极电压U1减速电压U3)记录IPU2的对应值，通过手动绘制IPU2的对应特性曲线，将其计算为氩原子的第一发生电位。注意事项，设备开机前要检查无误。灯丝电压VF放得太大渡边杏，一般为2V左右，电流小则适当增加。为了防止F-H管破裂(电流急剧增加)，如果发生断裂，应立即降低电压VG2，以避免F-H管受损。实验结束