也不能克服拒斥电场而被折回栅极。所以板极电流IA将显著减小(图AB段)。随着栅极电压的正家,电子的能量也随着增加,在与汞原子碰撞后还留下足够的能量,可以克服反向拒斥电场而达到板极A,这时电流有开始上升(BC段)。直到KG间电压是二倍的汞原子的第一激发电势时,电子在KG空间又会因为二次碰撞而失去能量,因而又造成了第二次板极电流的下降(CD段),同理
UGK
U0(
1,2,3,……)(3)
凡符合(3)式的地方板极电流都会下跌,形成规则起伏变化的IAUGK曲线。而各次板极电流
下降相对应的阴、栅极电压差Um1Um应该是汞原子的第一激发电势。
三实验仪器FH1A夫兰克赫兹实验仪(加热炉、微电流测量放大器)、温度计。
四实验内容及步骤1、正确连接线路,A、G、H、K连线一一对应,不可混接或短路。2、将微电流放大器,工作选择置于DC,工作状态置于R,栅极电压调到最小,预热5分钟。3、接通加热炉电源,温度升至180℃时调零(105档位)和满度(FULL)。4、缓慢增加栅极电压,粗略全面观察一次IA的起伏变化,当μA表满度时相应的改变倍率。5、从0V起仔细调节栅极电压,细心观察IA的变化,同时记录数据。读出IA的峰谷值的电流
和对应的电压,至少记录4组峰谷值。为了准确反映实验规律,在峰谷值的两侧分别记两组数据。6、实验完毕,微电流放大器工作选择,工作状态置于O,栅极电压调到最小,只关闭加热炉点验,不要关闭微电流放大器。
f五、数据记录及处理
1实验数据记录
峰1谷1峰2谷2峰3
谷3
峰4
谷4
UGKV
116121151169196
215
242
262
IAμA(105)
1365939079590
121
1210
240
2数据处理(1)根据实验原理可以得到第一激发电势为
U0U
U峰
1U峰
H或U0U
U谷
1U谷
,得
U115111645U219615145
U324219646U416912147
U521516946
故
U626221547
U
16
6
Ui
i1
4545464746476
46V
(2)不确定度计算
A类分量
6
U
U02
S
1
1
454624546246462474624646247462661
00133
B类不确定度分量
u
12
仪
11
029
323
合成不确定度
s2u2000132087202903
f(3)第一激发电势为
U0U4603V
B10065U
六实验结果及讨论1、由实验图象可以验证了汞原子的能级存在,并根据实验数据计算得到汞原子的第一激发
电势为U0U4603V,与公认的理论值U049V符合的较好。
2、误差可能出现的原因(1)温度的微小变化引起的误差;(2)读数时的视觉误差;(3)仪器自身的误r