弗兰克——赫兹实验总结报告

113307130185 雍定昊雍定昊13307130373 李宗宜李宗宜弗兰克弗兰克赫兹实验赫兹实验总结报告总结报告弗兰克弗兰克赫兹实验总结报告赫兹实验总结报告 李宗李宗宜：宜： 实验简介及原理 测量汞的第一激发能 小结 雍定雍定昊：昊： 测量汞的较高能级的激发能 测量汞原子的电离电位 总结实验简介及原理实验简介及原理 低能电原子，电流显周期。低能电原子，电流显周期。 临界两碰撞，本迹一能级。临界两碰撞，本迹一能级。 参数调大小，图像变高低。参数调大小，图像变高低。 致致知在格物，不觉世事稀。知在格物，不觉世事稀。实验简介及原理实验简介及原理测

2、量汞的第一激发能 实验连电路，对点当细察。实验连电路，对点当细察。 控控变寻规律，温度三电压。变寻规律，温度三电压。 中中观条件定，拟合自到家。观条件定，拟合自到家。 适适性即是道，何必到天涯。性即是道，何必到天涯。测量汞的第一激发能测量汞的第一激发能 实验电路：实验电路：测量汞的第一激发能测量汞的第一激发能测量汞的第一激发能测量汞的第一激发能测量汞的第一激发能测量汞的第一激发能 实验目的：确定汞的第一激发电位，并与实验目的：确定汞的第一激发电位，并与标准值标准值4.9V4.9V进行比较。进行比较。 实验方法：通过控制变量法确定最佳的实验方法：通过控制变量法确定最佳的温温度度T T，灯丝电压灯

3、丝电压U UF F、控制栅电压控制栅电压U UG1KG1K、减减速电压速电压U UG2PG2P得到最佳的得到最佳的I IP P-U-UG2KG2K图像图像，根据，根据图像进行拟合并确定汞的第一激发电位。图像进行拟合并确定汞的第一激发电位。测量汞的第一激发能测量汞的第一激发能测量汞的第一激发能 温度对实验结果的影响：温度对实验结果的影响： 内容：分别设置温度为内容：分别设置温度为170170、180180、190190，其它参，其它参数不变，观察图像的变化。数不变，观察图像的变化。 结果：温度越高，峰值变小，实验曲线下移。结果：温度越高，峰值变小，实验曲线下移。 分析：温度升高，汞的蒸气压增大，

4、汞原子密度分析：温度升高，汞的蒸气压增大，汞原子密度增大增大，电子与的平均自由程变小，单位电子与的平均自由程变小，单位时间内与汞蒸气碰撞时间内与汞蒸气碰撞的电子的电子数目增大数目增大，电子与汞原子发生非弹性碰撞使其，电子与汞原子发生非弹性碰撞使其跃迁到第一激发态的概率也增大，从而使得单位时间跃迁到第一激发态的概率也增大，从而使得单位时间内内到达板极的电子数减少，导致到达板极的电子数减少，导致I IP P减小。减小。测量汞的第一激发能测量汞的第一激发能 U UF F对实验结果的影响：对实验结果的影响： 内容：分别设置内容：分别设置U UF F为为2.0V2.0V、2.6V2.6V、3.2V3.2

5、V，其它参数不变，其它参数不变，观察图像的变化。观察图像的变化。 结果：结果：U UF F越高，峰值越大，实验曲线上移越高，峰值越大，实验曲线上移 分析：灯丝电压分析：灯丝电压U UF F增大，增大，灯丝温度升高，阴极灯丝温度升高，阴极发射电子发射电子能力能力增强，单位增强，单位时间内阴极发射的电子数增多，同时发时间内阴极发射的电子数增多，同时发射的热电子平均初动射的热电子平均初动能增加能增加，从而使单位时间内到达，从而使单位时间内到达板板极极P P的电子数增多，导致的电子数增多，导致I IP P增大增大测量汞的第一激发能测量汞的第一激发能 UG1k对实验结果的影响（略） UG2P对实验结果的

6、影响（略）测量汞的第一激发能测量汞的第一激发能 确定最佳参数：确定最佳参数： T T：170170 U UF F：2.6V2.6V U UG1kG1k：2.6V2.6V U UG2PG2P：1.5V1.5V测量汞的第一激发能x x5.45.49.49.413.713.718.318.323.123.127.927.932.832.837.837.842.742.7峰间距峰间距4.04.04.34.34.64.64.84.84.84.84.94.95.05.04.94.9x x47.747.752.752.757.757.762.762.767.867.872.972.978.078.083.183.188.388.3峰间距峰间距5.05.05.05.05.05.05.05.05.15.15.15.15.15.15.15.15.25.2实验软件拟合结果：实验软件拟合结果：V VG2KG2K=-1.112+4.924n=-1.112+4.924n可知接触电压为可知接触电压为- -1.112V1.112V，汞的第一激发电位，汞的第一激发电位为为4,924V4,924V不确定度不确定度S=2.71%S=2.71%测量汞的第一激发能测量汞的第一激