11.夫兰克-赫兹实验.ppt

夫兰克夫兰克赫兹实验赫兹实验武汉科技学院理学院武汉科技学院理学院物理实验教学中心物理实验教学中心实验目的实验目的一、测量氩原子的第一激发电位，证明原子能级的存在，加深对原子结构的理解；二、了解夫兰克赫兹实验的设计思想和基本方法。实验原理实验原理玻尔理论玻尔理论一、定态假设：原子只能处在稳定状态(定态)中，每一状态对应确定能量值Ei，且能量值是分立的，不连续的；二、频率定则：当原子从一定态过渡到另一定态时，就吸收或放出一定频率的电磁辐射。原子状态的改变原子状态的改变一、原子本身吸收或放出电磁辐射；二、原子与其他粒子发生碰撞而交换能量时。本实验利用具有一定能量的电子与氩原子碰撞，从而实现氩原子能量的改变。电子通过加速电场获得能量电子与基态原子的碰撞电子与基态原子的碰撞 原子基态与第一激发态能级间隔E=eU0(U0称为第一激发电位第一激发电位)。当加速电压UU0时，将发生非弹性碰撞，电子将损失大部分能量，使原子跃迁到第一激发态。被激发的原子短时间后即会回到基态，并以电磁辐射的形式释放能量。UG2UPKXG1UG1G2AKG1G2AAUG1UG2UPUFUFIP仪器原理图仪器原理图电子到达电子到达G2极时的能量与加速电压的关系极时的能量与加速电压的关系实验曲线实验曲线U1U2U3U4U5U6U0=Ui+1 Ui实验仪器实验仪器示波器夫兰克-赫兹实验仪电流显示加速电压电压调节实验步骤实验步骤4、从0.0V开始增大加速电压UG2K，步长0.5V，一直加到82.0V，出现6个峰为止。用示波器观察IA-UG2K曲线，并记录对应的电压-电流值。1、插上电源，打开仪器电源开关，指示灯亮。2、将“手动-自动”切换开关选择“手动”档，“灯丝电压”、“UG1K”、“UG2A”按仪器提供参数进行设置。3、预热10分钟，之后按“启动”开始测量。5、找出电流峰值对应的电压值Ui，用逐差法进行处理，求出氩原子的第一激发电位。实验拓展实验拓展将将“手动手动-自动自动”切换开关选择切换开关选择“自动自动”档进行测档进行测量量.思考题思考题1、灯丝电压的大小对IpUG2K曲线有何影响？2、拒斥电压UG2A对如何影响？3、为什么IpUG2K呈周期性的变化？4、为什么IpUG2K曲线峰值越来越高？