F-H实验讲义.ppt

弗兰克弗兰克-赫兹赫兹(Franck-Hertz)(Franck-Hertz)实验实验 主讲教师：陈畅主讲教师：陈畅实验地点：青岛理工大学物理实验中心实验地点：青岛理工大学物理实验中心505 玻尔玻尔提出原子结构的量子理论后，1914年，弗兰克弗兰克(J JFranckFranck)和赫兹和赫兹(G GHertzHertz)用慢电子轰击稀薄气体原子用慢电子轰击稀薄气体原子(Hg)(Hg)，直接证明了玻尔原直接证明了玻尔原子结构的量子理论，子结构的量子理论，为此他们获得了19251925年的诺贝年的诺贝尔物理奖尔物理奖。玻尔原子模型19131913年年实验中的重点概念及物理图像实验中的重点概念及物理图像提出了惊世骇俗的理论：原子吸收释放能量都只能是某些特定值某些特定值原子的基态与激发态之间的关系原子的基态与激发态之间的关系基态原子基态原子激发态原子激发态原子吸收能量吸收能量释放能量释放能量只能是只能是特定值！特定值！氩原子第一激发氩原子第一激发态电势是多少？态电势是多少？理论计算：理论计算：13.08eV13.08eV当电子动能(比如6eV)13eV，原子强烈吸收能量，电子与原子不完全非弹性碰撞原子到底吸收多少能量？原子到底吸收多少能量？13eV电子还剩多少动能？电子还剩多少动能？2eV原子三大特点之二原子三大特点之二不贪不贪当电子携带动能(比如26eV)=2*13eV，原子强烈吸收能量，电子与原子完全非弹性碰撞一个氩原子到底吸收多少能量？一个氩原子到底吸收多少能量？13eV电子还剩多少动能？电子还剩多少动能？13eV这个电子将会遇到另外一个氩原子，这个电子将会遇到另外一个氩原子，被抢走剩余的所有动能！被抢走剩余的所有动能！原子三大特点之三原子三大特点之三众多众多加速电压加速电压UKG2实验目的、任务实验目的、任务测量测量氩原子第一激发态电位氩原子第一激发态电位任务：任务：加速电压加速电压U 控制在控制在0-90V0-90V范围内，测范围内，测定氩原子的第一激发电位。定氩原子的第一激发电位。Ip-收集电流，至少观测到收集电流，至少观测到6个峰。个峰。KG2AUgUgUgUgUgUAr:原子的第一激发电势(电位)本实验的任务本实验的任务:就是要测出就是要测出下面下面这条这条I IA AU UA A曲线，曲线，并由此确定出氩原子的第一激发电位。并由此确定出氩原子的第一激发电位。UG2KIA实验仪器、步骤、注意事项实验仪器、步骤、注意事项让按钮让按钮弹起弹起状态，手动档状态，手动档VG1KVG2A电子电子氩原子氩原子KG2G1AIUAUGUR微电流表微电流表灯丝电压灯丝电压UFF-HF-H管管采用双栅极结构的柱面型四极管采用双栅极结构的柱面型四极管管内充有氩气管内充有氩气使UG2k在0-90V内增加，间隔为1.0V,读电流（nA），峰个数不少于峰个数不少于6个个。青岛理工大学物理实验室弗兰克赫兹实验中,充入气体是氩气，得到的实测电流实验曲线如图所示波峰（V）18.030.541.653.565.275.9 青岛理工大学物理实验室弗兰克赫兹实验中,这六个数据，相邻两个相减就是氩原子的第一能级对应的能量，需要用逐差法！波峰（V）18.030.541.653.565.275.9