弗兰克-赫兹实验.doc

3.11 弗兰克-赫兹实验实验数据处理报告一、实验数据处理1.利用公式计算氩原子的平均第一激发电位由自动测试得到的数据为：第六个峰与第二个峰之间的时间间隔为 总的扫描时间 故可得氩原子的第一激发电位计算结果与参考值较为接近，故本次自动测试得到的实验数据较为可靠。2.分析改变灯丝电压得到的曲线由图像可以看出，若灯丝电压越高，则曲线上移；反之，若灯丝电压越低，则曲线下移。分析其原因如下：灯丝电压越高，阴极温度越高，单位时间发射的电子数越多，单位时间到达板极的电子数增多，即板极电流lA增大，故曲线上移。3.分析改变拒斥电压得到的曲线由图像可以看出，若拒斥电压越大，则曲线下移；反之，则曲线上移。分析其原因如下:反向拒斥电压为加在板极A及栅极G之间的反向电压。当电子穿过栅极后，将起阻碍电子到达板极的作用。越大，则穿越栅极想要到达板极的电子所需动能越大。在其余条件相同的情况下，单位时间到达板极的电子数减少，故减小，曲线下移。4.选择手动测试的80组数据，利用Excel进行拟合，并利用得到的图像计算从原始测量数据中选择的80组数据如下：（灯丝电源电压：2.6V，=1.5V，=9V）1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.001 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 17.0 18.0 19.0 20.0 0.001 0.005 0.026 0.057 0.086 0.111 0.133 0.145 0.158 0.170 21.0 22.0 23.0 24.0 25.0 26.0 27.0 28.0 29.0 30.0 0.174 0.180 0.164 0.166 0.163 0.160 0.161 0.170 0.190 0.211 31.0 32.0 33.0 34.0 35.0 36.0 37.0 38.0 39.0 40.0 0.246 0.301 0.368 0.410 0.399 0.359 0.315 0.294 0.328 0.410 41.0 42.0 43.0 44.0 45.0 46.0 47.0 48.0 49.0 50.0 0.509 0.596 0.660 0.678 0.687 0.672 0.630 0.610 0.571 0.509 51.0 52.0 53.0 54.0 55.0 56.0 57.0 58.0 59.0 60.0 0.420 0.400 0.664 0.810 0.916 0.966 0.970 0.884 0.759 0.600 61.0 62.0 63.0 64.0 65.0 66.0 67.0 68.0 69.0 70.0 0.456 0.428 0.420 0.538 0.727 1.093 1.232 1.243 1.087 0.915 71.0 72.0 73.0 74.0 75.0 76.0 77.0 78.0 79.0 80.0 0.716 0.541 0.510 0.508 0.681 0.893 0.989 1.159 1.490 1.405 将这80组数据利用Excel进行拟合，得到的曲线图如下：由图像可知，第二个峰所对应的 ，第六个峰所对应的 故可得氩原子的平均第一激发电位计算结果与参考值较为接近，故本次手动测试得到的实验数据较为可靠。二、实验总结在本次实验中，我初步了解了弗兰克-赫兹实验的基本原理、F-H管的构造和其各个部件的作用，以及玻尔理论的两个基本假设。本次实验总体来说花费时间较多，实验数据的记录较为繁琐，但其基本思想和具体操作并不算难。另外，实验中有一些操作细节以及注意事项仍然需要关注。例如，实验过程中得到的曲线不够理想不应学生自行调整仪器，应请求教师的帮助；手动测试过程中，电压的值必须单调增加，不能途中减小电压值等等。这次实验强化了我的动手、独立思考的能力，让我对示波器等仪器有了更深的了解，同时它也使我体会到了科学家们设计实验思路的精细、巧妙。