弗兰克赫兹实验报告内容
弗兰克赫兹实验为能级的存在提供了直接的证据对玻尔的原子理论是一个有力支持那么下面是给大家整理收集的弗兰克赫兹实验报告内容供大家阅读参考。
弗兰克赫兹实验报告内容1
仪器
弗兰克赫兹管简称FH管、加热炉、温控装置、FH管电源组、扫描电源和微电流放大器、微机XY记录仪。
FH管是特别的充汞四极管它由阴极、第一栅极、第二栅极及板极组成。为了使FH管内保持一定的汞蒸气饱和蒸气压实验时要把FH管置于控温加热炉内。加热炉的温度由控温装置设定和控制。炉温高时FH管内汞的饱和蒸气压高平均自由程较小电子碰撞汞原子的概率高一个电子在两次与汞原子碰撞的间隔内不会因栅极加速电压作用而积累较高的能量。温度低时管内汞蒸气压较低平均自由程较大因而电子在两次碰撞间隔内有可能积累较高的能量受高能量的电子轰击就可能引起汞原子电离使管内出现辉光放电现象。辉光放电会降低管子的使用寿命实验中要注意防止。
FH管电源组用来提供FH管各极所需的工作电压。其中包括灯丝电压UF直流1V5V连续可调第一栅极电压UG1直流05V连续可调第二栅极电压UG2直流015V连续可调。
扫描电源和微电流放大器提供090V的手动可调直流电压或自
f动慢扫描输出锯齿波电压作为FH管的加速电压供手动测量或函数记录仪测量。微电流放大器用来检测FH管的板流其测量范围为108A、107A、106A三挡。
微机XY记录仪是基于微机的集数据采集分析和结果显示为一体的仪器。供自动慢扫描测量时数据采集、图像显示及结果分析用。
原理
玻尔的原子理论指出①原子只能处于一些不连续的能量状态E1、E2……处在这些状态的原子是稳定的称为定态。原子的能量不论通过什么方式发生改变只能是使原子从一个定态跃迁到另一个定态
②原子从一个定态跃迁到另一个定态时它将发射或吸收辐射的频率是一定的。如果用Em和E
分别代表原子的两个定态的能量则发射或吸收辐射的频率由以下关系决定
hvEmE
1
式中h为普朗克常量。
原子从低能级向高能级跃迁也可以通过具有一定能量的电子与原子相碰撞进行能量交换来实现。本实验即让电子在真空中与汞蒸气原子相碰撞。设汞原子的基态能量为E1第一激发态的能量为E2从基态跃迁到第一激发态所需的能量就是E2E1。初速度为零的电子在电位差为U的加速电场作用下具有能量eU若eU小于E2E1这份能量则电子与汞原子只能发生弹性碰撞二者之间几乎没有能量转移。当电子的能量eU≥E2E1时电子与汞原子就会发生非弹性碰撞汞原子将从电子的能量中吸收相当于Er