實(shí)驗(yàn)課夫蘭克赫茲實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)課夫蘭克赫茲實(shí)驗(yàn)第一頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二弗蘭克G.赫茲(JamesFranck,1882-1964)(GustavHertz,1887-1975)

1925年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予德國(guó)格丁根大學(xué)的弗蘭克和哈雷大學(xué)的G.赫茲以表彰他們發(fā)現(xiàn)原子受電子碰撞的定律.第二頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二尼爾斯·玻爾（NielsBohr,1885-1962）丹麥物理學(xué)家，哥本哈根學(xué)派的創(chuàng)始人。1885年10月7日生于哥本哈根，1903年入哥本哈根大學(xué)數(shù)學(xué)和自然科學(xué)系，主修物理學(xué)。1907年以有關(guān)水的表面張力的論文獲得丹麥皇家科學(xué)文學(xué)院的金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)拢⑾群笥?909年和1911年分別以關(guān)于金屬電子論的論文獲得哥本哈根大學(xué)的科學(xué)碩士和哲學(xué)博士學(xué)位。隨后去英國(guó)學(xué)習(xí)，先在劍橋J．J．湯姆孫主持的卡文迪什實(shí)驗(yàn)室，幾個(gè)月后轉(zhuǎn)赴曼徹斯特，參加了以E．盧瑟福為首的科學(xué)集體，從此和盧瑟福建立了長(zhǎng)期的密切關(guān)系。背景知識(shí)1.波爾簡(jiǎn)介第三頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二2.玻爾的氫原子理論：①.電子軌道半徑的量子化：②.原子能量的量子化：pmS第四頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二

3.玻爾假設(shè)：(1)原子只能較長(zhǎng)久地停留在一些穩(wěn)定狀態(tài)，簡(jiǎn)稱(chēng)“定態(tài)”，原子在這些狀態(tài)時(shí)不發(fā)射也不吸收能量，各定態(tài)的能量是彼此分隔的．原子的能量不論通過(guò)什么方式發(fā)生改變，只能使原子從一個(gè)定態(tài)躍遷到另一個(gè)定態(tài)；(2)原子從一個(gè)定態(tài)躍遷到另一個(gè)定態(tài)而發(fā)射或吸收輻射能量時(shí)，輻射的頻率是一定的．如果用和代表有關(guān)二定態(tài)的能量，輻射的頻率決定于如下關(guān)系：式中

為普朗克常量．第五頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二

在玻爾提出原子結(jié)構(gòu)的量子理論后，弗蘭克(J．Franck)和赫茲(G．Hertz)在1914年在用慢電子轟擊稀薄氣體原子做原子電離電位測(cè)定時(shí)，偶然地發(fā)現(xiàn)了原子的激發(fā)能態(tài)和量子化的吸收現(xiàn)象，并觀察到原子由激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)輻射出的光譜線(xiàn)，測(cè)定了汞的中肯電壓U0=4.9V,從而直接證明了玻爾原子結(jié)構(gòu)的量子理論，為此他們獲得了1925年的諾貝爾物理獎(jiǎng)。4.弗蘭克-赫茲杰出貢獻(xiàn)第六頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.了解F-H四極管基本結(jié)構(gòu)與工作原理，2.了解電子與原子碰撞和能量交換過(guò)程的微觀圖像，

3.測(cè)繪氬原子的IA-UG2K曲線(xiàn)。實(shí)驗(yàn)儀器

1.FB808A夫蘭克-赫茲實(shí)驗(yàn)儀一臺(tái)，2.雙蹤是波器一臺(tái)。實(shí)驗(yàn)原理1.實(shí)驗(yàn)原理圖2.物理過(guò)程3.IA-UG2K

曲線(xiàn)第七頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二1.F-H四極管示意圖UG1K:第一柵極電壓；UG2K:加速電壓；UG2A：反向拒斥電壓；第八頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二當(dāng)電子的加速電壓UG2K<原子第一激發(fā)電勢(shì)U0電子與原子碰撞沒(méi)有發(fā)生動(dòng)能與內(nèi)能的交換。為“彈性碰撞”電子碰撞前后速度不變物理過(guò)程第九頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二當(dāng)電子的加速電壓U2k≥U0時(shí)管中子與原子碰撞發(fā)生“非彈性碰撞”有動(dòng)能與內(nèi)能的交換！電子碰撞后速度變慢，原子會(huì)輻射光子物理過(guò)程第十頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二U1U1U1U1U1KG2AUG2IAU1:原子的第一激發(fā)電勢(shì)(電位11.5V)第十一頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二實(shí)驗(yàn)儀器U1U1U1U1U1UG2IA1、FB808A微機(jī)型弗蘭克-赫茲實(shí)驗(yàn)儀2、雙蹤示波器第十二頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、儀器加熱10分鐘后，開(kāi)機(jī)時(shí)儀器默認(rèn)為“手動(dòng)”工作狀態(tài)，此時(shí)，對(duì)應(yīng)的“手動(dòng)”指示燈亮。2、設(shè)定夫蘭克一赫茲管的各工作參數(shù)：按標(biāo)簽設(shè)置。4、測(cè)量氬原子的曲線(xiàn)，第十三頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二注意：1、各電壓值須按照給定值進(jìn)行設(shè)置；2、UG2K設(shè)定終止值不要超過(guò)85V。3、手動(dòng)測(cè)試完畢后，盡快將UG2K減為零。【數(shù)據(jù)與結(jié)果】1、根據(jù)表格表2，詳細(xì)記錄實(shí)驗(yàn)條件和相應(yīng)的值，

2、在方格紙上作出曲線(xiàn)圖，分別用逐差法處理數(shù)據(jù)，求得氬的第一激發(fā)電位值及計(jì)算相對(duì)誤差（11.5V）10.010.511.011.5…...85.0…...第十四頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二求相對(duì)誤差Er，理論值11.55V.實(shí)驗(yàn)曲線(xiàn)-用坐標(biāo)紙第十五頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二思考題燈絲溫度對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有何影響？波爾是丹麥物理