夫蘭克-赫茲試驗課件

1、夫蘭克赫茲實驗實驗內(nèi)容：1、測量汞原子的第一激發(fā)能2、測量汞的較高能級的激發(fā)能3、測量汞原子的電離電位測量汞原子的第一激發(fā)能基本原理利用低能電子和汞蒸氣原子的非彈性碰撞實 現(xiàn)原子能級的量子化兩個能級的能量差，足夠的原子布居，發(fā)生共振吸收不同情況下的信號第一激發(fā)態(tài)改變Vk改變Vg1改變Vp高激發(fā)態(tài)的測量kHgPFG1G2汞原子電離電位的測量kHgPFG1G2KVaVG1OG1G2PVaOG1G2P汞原子第一激發(fā)態(tài)確定工作條件溫度T燈絲電壓VF測量逐差法去除本底最小二乘法溫度TT=140CVF=1.6VVG1k=0.8VVG2p=1.5VT=160CVF=1.6VVG1k=0.8VVG2p=1.5

2、VT=160C時，總峰數(shù)16個大于T=140C時的12個T越高，汞的蒸氣壓就高T不宜太低，容易在加速電壓上升過程中發(fā)生電離溫度T燈絲電壓VFT=160CVF=1.4VVG1k=0.8VVG2p=1.5VT=160CVF=1.8VVG1k=0.8VVG2p=1.5V燈絲電壓VFVF升高，陰極發(fā)射電子的能力增大，單位時間發(fā)射電子數(shù)量增多，造成板流增大不取1.4V：燈絲電壓低即燈絲溫度低，陰極發(fā)射能力小，可能會發(fā)射不完全，電子速度分布窄，電流小，形成不準確測量不取1.8V：溫度過高，超出量程，不方便測量逐差法工作條件：T=160C VF=1.6V VG1k=0.8V VG2p=1.5V求得汞的第一激

3、發(fā)電位：5.03V。與理論值有一定差距去除本底取每一個谷值 形成包絡(luò)線 即為本底公式如下 得去除本底具有周期性變化的曲線最小二乘法擬合引用公式E1=4.96V汞原子高激發(fā)態(tài)測量確定工作條件T=105C VF=1.6V VG1k=1V VG2p=2.5V譜峰能級分布與理論值比較譜峰分布圖4組譜峰譜峰數(shù)漸多序號測量值組合方式理論值誤差序號測量值組合方式理論值誤差14.96 a4.96/1018.06 a+2c18.08-0.0229.96 2a9.92+0.041119.764a19.84-0.08310.46 a+b10.42+0.041220.862a+2b20.84+0.02411.56 a

4、+c11.52+0.041321.263a+c21.44-0.18513.76 2c13.12+0.641422.062a+b+c21.94+0.12614.56 3a14.88-0.321522.66 a+2b+c22.44+0.22714.86?1623.162a+2c23.04+0.12816.362a+c16.48-0.121723.86 a+b+2c23.54+0.32916.86 a+b+c16.98-0.121824.66 a+3c24.64+0.02測量值與理論值 a=4.96V, b=5.46V, c=6.56V汞原子的電離電位工作條件T=90C VF=1.8V VG1k=0V VG2p=3.5V電離曲線漸進線求電離電位電離曲線定特征點VE漸進線擬合由 求電離電位漸進線擬合求得 VAi=截距/斜率 =11.97V得出電離電位 Ei=10.66eV總結(jié)所用材料不同第一激發(fā)態(tài)不同本實驗的工作條件并不完善，溫度應(yīng)取得再低一點，不至于使得第一激發(fā)態(tài)離理論值有小幅誤差高激發(fā)態(tài)中有幾個態(tài)并不能用理論方法推得