弗兰克赫兹实验数据处理.doc

数据处理（1） 计算第一激发电势和相对误差IA-UG2K曲线数据2.8V2.6V3.0V电流/uA电压/V电流/uA电压/V电流/uA电压/V峰132.6124.932.635.733.0251.4谷136.971.437.119.636.9151.5峰243.0308.743.291.043.4657.7谷248.1103.548.326.848.0220.5峰354.6560.354.6169.554.71258.4谷359.5157.059.742.859.4369.4峰466.4851.266.2258.766.52004.2谷471.5289.171.580.371.1742.7IA/AIA UG2K曲线UG2K/V用逐差法求氩原子第一激发电势 U=（66.4+54.6-43-32.6）/4=11.35V相对误差 ER=（11.35-11.5）/11.5*100%=1.30% 误差在允许范围内通过比较有： 灯丝电压的变化对极板电流有比较大的影响； 在其他因素相同的情况下，灯丝电压越大，极板电流越大。分析：灯丝电压变大导致灯丝的实际功率变大，灯丝的温度升高，在其他的因素相同的情况下，单位时间到达极板的电子数增加，从而极板电流增大。（2） 改变灯丝电压，研究其对实验的影响。 反向拒斥电压UG2A =8.5 V,，分别测量拒斥电压U =10.5 V.，U =6.5 V，情况下的实验数据。IA-UG2K曲线数据8.5V10.5V6.5V电流/uA电压/V电流/uA电压/V电流/uA电压/V峰132.6 124.9 33.5 61.5 32.2 141.8 谷136.9 71.4 38.3 25.8 36.0 98.9 峰243.0 308.7 44.1 189.9 42.8 338.0 谷248.1 103.5 49.2 29.3 47.0 163.2 峰354.6 560.3 55.5 388.0 53.8 607.5 谷359.5 157.0 60.9 43.6 58.6 263.1 峰466.4 851.2 67.1 625.3 65.6 914.4 谷471.5 289.1 72.5 113.2 70.4 448.7 IA UG2K曲线UG2K/VIA/A通过比较有： 反向拒斥电压的变化对极板电流有一定的影响； 在其他因素相同的情况下，拒斥电压增大时，极板电流减小。分析： 反向拒斥电压增大，在其他的因素相同的情况下，电子的能量大于eUG2A 的电子数减少，单位时间到达极板的电子数减少，从而极板电流减少。思考与讨论（1） 灯丝电压对FH实验的IAUG2K曲线形状有何影响？对第一激发电势的测量有何影响？答：灯丝电压不能过高或过低。因为灯丝电压的高低，确定了阴极的工作电流。灯丝电位低，阴极发射电子的能力减小，使得在碰撞区发生的碰撞减少，检测到的电流减小，给检测带来困难，从而使IAUG2K曲线的分辨率下降；灯丝电压高阴极发射电子的能力增加，引起逃逸电子增多，相邻峰、谷值的差值减小。（2） 从IAUG2K曲线上可以看出阳极电流并不是突然下降，有一个变化的过程（电流的峰有一定的宽度），而且出现峰值后电流不能降为零，这是为什么？ 答：这是因为阳极发射的电子的初始速度不是完全相同的，服从一定的统计规律。另外，由于电子与氩原子的碰撞有一定的几率，在大部分电子与氩原子碰撞而损失能量的时候，还会有一些电子没有发