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弗兰克-赫兹实验

大学物理实验 — 预习导航. 弗兰克-赫兹实验. 北京工业大学 原安娟. 实 验 目 的. 1.本实验通过对氩原子第一激发电位的测量，了解弗兰克和赫兹研究原子内部能量量子化的基本思想和方法； 2.了解电子与原子碰撞和能量交换过程的微观图像，以及影响这个过程的主要物理因素．. 玻尔理论建立的三个物理学基础： 1、以实验为基础的原子的核式结构模型； 2、光谱的实验资料和经验规律； 3、从黑体辐射的事实发展出来的量子论。 在这个基础上，玻尔推究原子内部的情况，在原子物理学上跨进了一大步。. 玻尔提出的原子理论有两个基本假设：

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弗兰克-赫兹实验

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Presentation Transcript

  1. 大学物理实验—预习导航 弗兰克-赫兹实验 北京工业大学 原安娟

  2. 实 验 目 的 1.本实验通过对氩原子第一激发电位的测量，了解弗兰克和赫兹研究原子内部能量量子化的基本思想和方法； 2.了解电子与原子碰撞和能量交换过程的微观图像，以及影响这个过程的主要物理因素．

  3. 玻尔理论建立的三个物理学基础： 1、以实验为基础的原子的核式结构模型； 2、光谱的实验资料和经验规律； 3、从黑体辐射的事实发展出来的量子论。 在这个基础上，玻尔推究原子内部的情况，在原子物理学上跨进了一大步。

  4. 玻尔提出的原子理论有两个基本假设： (1)原子只能较长久地停留在一些稳定状态，简称“定态”，原子在这些状态时不发射也不吸收能量，各定态的能量是彼此分隔的．原子的能量不论通过什么方式发生改变，只能使原子从一个定态跃迁到另一个定态；

  5. (2)原子从一个定态跃迁到另一个定态而发射或吸收辐射能量时，辐射的频率是一定的．如果用 和 代表有关二定态的能量，辐射的频率决定于如下关系： 式中为普朗克常量．

  6. 在玻尔提出原子结构的量子理论后， 弗兰克(J．Franck)和赫兹(G．Hertz)在1914年在用慢电子轰击稀薄气体原子做原子电离电位测定时，偶然地发现了原子的激发能态和量子化的吸收现象，并观察到原子由激发态跃迁到基态时辐射出的光谱线，从而直接证明了玻尔原子结构的量子理论，为此他们获得了1925年的诺贝尔物理奖。

  7. 实 验 原 理 1. 实 验 原 理 图 2. 物 理 过 程 3. I-UGK 曲 线

  8. 弗兰克-赫兹实验装置图

  9. IA - UGK 曲 线 （接触电位差和空间电流对IA - UGK 曲线存在影响）

  10. 实 验 内 容 根据仪器标签确定： 灯丝电源电压、 、 。注意 不得超过90V。 手动测量氩原子的 曲线 ，每变化0.5V测量一个点，选择60-80个数据作图，标出峰值，取第一个峰 和第六个峰 ，利用 计算出氩原子的平均第一激发电位，和参考值 比较。

  11. 注意： 1、各电压值须按照给定值进行设置； 2、UG2K设定终止值不要超过90V。 3、手动测试完毕后，尽快将UG2K减为零。

  12. 思考题 11.灯丝温度对实验结果有何影响？ 答：温度过低时，不足以加热灯丝阴极，电子数量不足，板极电流小，使结果出现较大误差。 2. 管子阴极和栅极间的接触电位差对IA ～Va 曲线有何影啊？ 3．如何测定较高能级激发电位或电离电位?

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