夫蘭克-赫茲實(shí)驗(yàn)原理

圖5.1.僅供個(gè)人參考圖5.1.【實(shí)驗(yàn)?zāi)康模ǎy(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

僅供個(gè)人參考僅供個(gè)用學(xué)習(xí)、究不得用商業(yè)用。Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse.Nurfürdenpers?nlichenfürStudien,Forschung,zukommerziellenZweckenverwendetwerden.Pourl'étudeetrechercheuniquementàdesfinspersonnelles;pasàdesfinscommerciales.тоькодлялюдей,которыеиспольую