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圖5.1.僅供個(gè)人參考圖5.1.【實(shí)驗(yàn)?zāi)康模ǎy(cè)定氬子的第一激發(fā)電位,證明原子能級(jí)的存在。()分析溫、燈絲電流等因素對(duì)(夫克赫茲)實(shí)驗(yàn)曲線的影響。()了解在觀世界中,電子與原子的碰撞存在幾率性?!緦?shí)驗(yàn)原理根據(jù)玻爾提出的原子理,原子只能長(zhǎng)久地留在一些穩(wěn)定狀態(tài)(即態(tài)每狀態(tài)對(duì)應(yīng)于一定的能量值定態(tài)能量是分立的子只吸收或輻射相當(dāng)于兩定間能量差的能量果處于態(tài)的原子要生狀態(tài)變具備的能量不能少于原從基態(tài)躍遷第一激態(tài)時(shí)所需要的能量。為原子從低能E向能級(jí)E躍遷,可以通過(guò)吸收一頻n實(shí)現(xiàn),其光子的能量由式?jīng)Q定:E
(其中:普朗克常量h×10-34J·也可能通過(guò)與具有一定量的電子碰來(lái)實(shí)現(xiàn)若與之碰撞的電子是在勢(shì)差U的加速下,速度從零增加到v并將全能量交給原子,則1eU2
E
(由于E-E有確定值,對(duì)應(yīng)的U就該有確定的吸收電子能量從基態(tài)躍到第一激發(fā)時(shí),相的U稱為勢(shì)。夫蘭克-赫茲驗(yàn)原理圖實(shí)驗(yàn)中原子與電子碰撞在弗蘭克-赫茲()內(nèi)的夫蘭克-茲管在圓柱狀玻璃管殼中沿向或軸向依絲、陰極K網(wǎng)狀柵極及極A有的在極K和柵極有第一陽(yáng)極。管內(nèi)抽取至真空后充入高純氬其1充以不同元素的氣體就以測(cè)出相應(yīng)素的激電勢(shì)。
夫蘭克-赫茲實(shí)驗(yàn)原理圖
大小。當(dāng)原子第一激發(fā)電進(jìn)行的。一般次安裝加熱燈之還安裝他元素。管內(nèi)設(shè)氬原子的基態(tài)能量為,第一激發(fā)的能量E,初速為零電子在電位為U的加12電場(chǎng)作用下量為種能的電子與氬原子發(fā)生碰撞eU<00
2-時(shí)電子與氬原子只能發(fā)生性碰撞,由電子質(zhì)比氬原子質(zhì)小得多電子能量損失很1少。如eU≥-=電子與氬原會(huì)產(chǎn)生非彈性碰撞。氬子從電子中得能021由基態(tài)躍遷到第一激發(fā)=的電差U即為夫蘭克-赫茲管管內(nèi)電位分布00的第一激發(fā)電位。在充氬的夫蘭克-赫茲管,電子由熱陰極發(fā)出,
氬原子極K和柵極之間的加速電壓
使電子加速。在板極A和柵
極G之間加有減速電壓U,內(nèi)電位分布圖,當(dāng)子通過(guò)
KG空間進(jìn)入GA空間時(shí),如果能量大于
就能達(dá)到板極形
成
板流。電子在KG空間與原子發(fā)生了非彈性碰撞,電子余的能量小于,則電子不能到達(dá)板極,板極電流將
本身剩會(huì)隨柵極電壓增加而減少。實(shí)時(shí)使U不得用于商業(yè)用途
逐漸增加,仔細(xì)觀察板電壓的變化我們將察到如圖夫蘭克-赫茲管的-U曲線
僅供個(gè)人參考隨著U
圖的增加,電子能量增加當(dāng)電子與氬子碰撞還留下足夠的能量以服GA空間的減速場(chǎng)而到達(dá)板A電流又開(kāi)始上升電子KG空間得的能量=20時(shí),電子在KG空間會(huì)因二次性碰撞失去能量,從而造成第二次板極電流下降。在U
較高的情況下,電子在向柵極的路中,將氬原子發(fā)生多次非彈性撞。只要U=nU(=12…生這種碰撞在I
UAGK
曲線上將出現(xiàn)多次下降對(duì)于氬,曲上相鄰兩峰(或谷)對(duì)的U之差為原子的第一激發(fā)電位。如果氬原子從第一激發(fā)又躍遷到基,這就當(dāng)有相同的能量以光的式放出,其長(zhǎng)可以計(jì)算出來(lái):h
=eU,實(shí)驗(yàn)中確實(shí)能觀察到些波長(zhǎng)的譜。0不得用于商業(yè)用途
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