夫蘭克赫茲實驗

1、夫蘭克夫蘭克赫茲實驗赫茲實驗武漢科技學(xué)院理學(xué)院武漢科技學(xué)院理學(xué)院物理實驗教學(xué)中心物理實驗教學(xué)中心實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康囊?、測量氬原子的第一激發(fā)電位，證明原子能級的存在，加深對原子結(jié)構(gòu)的理解；二、了解夫蘭克赫茲實驗的設(shè)計思想和基本方法。實驗原理實驗原理玻爾理論玻爾理論一、定態(tài)假設(shè)：原子只能處在穩(wěn)定狀態(tài)(定態(tài))中，每一狀態(tài)對應(yīng)確定能量值Ei，且能量值是分立的，不連續(xù)的；二、頻率定則：當(dāng)原子從一定態(tài)過渡到另一定態(tài)時，就吸收或放出一定頻率的電磁輻射。nmhEE原子狀態(tài)的改變原子狀態(tài)的改變一、原子本身吸收或放出電磁輻射；二、原子與其他粒子發(fā)生碰撞而交換能量時。本實驗利用具有一定能量的電子與氬原子碰撞，從而實現(xiàn)

2、氬原子能量的改變。電子通過加速電場獲得能量212mveU電子與基態(tài)原子的碰撞電子與基態(tài)原子的碰撞 原子基態(tài)與第一激發(fā)態(tài)能級間隔E=eU0(U0稱為第一激發(fā)電位第一激發(fā)電位)。當(dāng)加速電壓UU0時，將發(fā)生非彈性碰撞，電子將損失大部分能量，使原子躍遷到第一激發(fā)態(tài)。被激發(fā)的原子短時間后即會回到基態(tài)，并以電磁輻射的形式釋放能量。UG2UPKXG1UG1G2AKG1G2AAUG1UG2UPUFUFIP儀器原理圖儀器原理圖電子到達(dá)電子到達(dá)G2極時的能量與加速電壓的關(guān)系極時的能量與加速電壓的關(guān)系實驗曲線實驗曲線U1U2U3U4U5U6U0 = Ui+1 Ui實驗儀器實驗儀器示波器夫蘭克-赫茲實驗儀電流顯示加速

3、電壓電壓調(diào)節(jié)實驗步驟實驗步驟4、從0.0V開始增大加速電壓UG2K ，步長0.5V，一直加到82.0V，出現(xiàn)6個峰為止。用示波器觀察IA-UG2K曲線，并記錄對應(yīng)的電壓-電流值 。1、插上電源，打開儀器電源開關(guān)，指示燈亮。2、將“手動-自動”切換開關(guān)選擇“手動”檔， “燈絲電壓”、“UG1K”、“UG2A”按儀器提供參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。3、預(yù)熱10分鐘，之后按“啟動”開始測量。5、找出電流峰值對應(yīng)的電壓值Ui，用逐差法進(jìn)行處理，求出氬原子的第一激發(fā)電位。實驗拓展實驗拓展將將“手動手動-自動自動”切換開關(guān)選擇切換開關(guān)選擇“自動自動”檔進(jìn)行測檔進(jìn)行測量量.思考題思考題1、燈絲電壓的大小對IpUG2K曲線有何影響？ 2、拒斥電壓UG