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文档简介

1、夫兰克赫兹实验,班级：电科091 姓名：陆遥 学号：09461120,引言,1913 年丹麦物理学家玻尔（NBohr）提出并建立了玻尔原子模型理论，认为有原子能级存在。光谱学的研究证明了原子能级的存在，原子光谱中的每根谱线都相应 表示了原子从某一较高能态向另一较低能态跃迁时的辐射。然而，原子能级的存在除了可由光谱研究推得外，1914 年德国物理学家夫兰克和赫兹用慢电子与稀薄气体原子碰撞的方法，使原子从低能级激发到高能级。,通过测量电子和原子碰撞时交换某一定值的能量，观察测量到了 汞的激发电位和电离电位，直接证明了原子内部量子化能级的存在，也证明了原子发生跃迁时吸收和发射能量是完全正确的、不连续

2、的，为早一年玻尔发表的原子结 构理论的假说提供了有力的实验证据。,他们因此而分享了1925 年诺贝尔物理学奖。其实验方法至今仍是探索原子结构的重要手段之一。 玻尔因其原子模型理论获 1922 年诺贝尔物理学奖，而夫兰克与赫兹的实验也于 1925年获此大奖。夫兰克-赫兹实验与玻尔原子理论在物理学的发展史中起到了重要的作用。,实验目的,1.用实验的方法测定氩原子第一激发电位，从而证明原子分立态的存在。 2.练习使用微机控制的实验数据采集系统。,实验原理,1 原子具有分立的能量E1，E2，到En，正常状态的原子不辐射也不吸收能量，称为稳定态。当原子内电子受激发从低能级跃迁到高能级时，称原子处于受激状

3、态。 2 原子在能级间跃迁时，从一定态Em跃迁到另一定态En，要发射或吸收一定的能量，并且满足普朗克公式： hv=Em-En （式中h为普朗克常量, 为辐射或吸收电磁波的频率.）,设氩原子的基态能量为E0，第一激发态的能量为 E1 ，初速为零的电子在电位差为V的加速电场作用下，获得能量为 eV，具有这种能量的电子与氩原子发生碰撞，当电子能量 eV E1-E0 时，电子与氩原子只能发生弹性碰撞，由于电子质量比氩原子质量小得多，电子能量损失很少。 如果 eV E1-E0 = E，则电子与氩原子会产生非弹性碰撞，氩原子从电子中取得能量E，而由基态跃迁到第一激发态，E = eVC。相应的电位差VC即为氖原子的第一激发电位。,电子撞击P板产生电流IP,经VG2K加速,电子与Ar原子碰撞,加热灯丝阴极产生热电子,减速电压,夫兰克赫兹实验仪面板,2.手动测量氩原子的IP-VG2K曲线，每变化1.0V测量一个点，选择60-80个数据作图，标出峰值，取第一个峰U1和第六个峰U6，利用 Ug=(U6-U1)/5 计算出氩原子的平均第一激发电位，和参考值Ug=11.39V 比较。 3.测量出氩的第一激发电位U1.,实验数据处理,不确定度,注意事项,1.所有仪器应在接线检查无误后才能开启电源。开关电源时应将调节电位器左旋至零。 2.在调节VG2和Vf时注意VG2和Vf的变化，VG2和Vf过大会导致电

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