0試驗(yàn)名稱、弗蘭克．赫茲試驗(yàn)試驗(yàn)?zāi)康挠迷囼?yàn)的方法測(cè)定汞或者氡原子的第一激發(fā)電位,從而證明原子分立態(tài)的存在練習(xí)使用德機(jī)掌握的試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集糸統(tǒng)·依據(jù)波爾的原子模型理論，原子中肯定軸上的電子具有肯定的能量．當(dāng)原子吸取者放出電磁射時(shí)或者當(dāng)原子與其他粒子發(fā)生酣時(shí)，原子狀態(tài)會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)豇轉(zhuǎn)0過程中原子的能量變化不是任意的，而是受到波爾理論的兩個(gè)根本憫設(shè)的制約“即定態(tài)設(shè)和湞率定則．由波爾論可知，處于基態(tài)的原子友生狀態(tài)轉(zhuǎn)變時(shí)，具所需能量不能小于該原子從基態(tài)躍遷到第一受態(tài)時(shí)所的量，這個(gè)能量稱作臨界能量．當(dāng)電子與原子碰0時(shí)，假設(shè)電子能量小于臨界能量，則發(fā)生彈性碰撞，假設(shè)電子能量大于臨界能0，則友生非彈性碰撞，這時(shí)，電子錫予原子以臨界能量，耐余能量仍由電子保存·一不儀器承受1只充氬氣的四極管，其工作原理圖如下一嗟老霸．的氧即有電子逾出射電子),為消退空間電荷對(duì)陰極散射電子的影響，要在峭柵(G明極之間加之一電壓u0陰電玉》．假設(shè)此時(shí)在其次柵G).陰極間也加之一壓乜（二汛，放刊的電子在電場(chǎng)的作用下丬舉日速而取得越來越大的能砬起始階段由于較低，電子的能量較小，即篁在運(yùn)動(dòng)過程中與電子相碰撞〔為彈性碰撞層有弱小的能量交換：這樣《穿過2柵的申子到達(dá)陽(yáng)極(A)[也稱板極]所形成的電流(I)板流（習(xí)憒叫法，即陽(yáng)極電流）將隨2柵的電壓u的增師而增大．當(dāng)U到達(dá)氬原子的一激發(fā)位（11．W〕時(shí)，電子在2柵四周與氬原子碰憧時(shí)產(chǎn)生非彈性碰椧).電子吧加速電場(chǎng)獲得的全部能量傳遞給了氬原子、使氬原了從基態(tài)就發(fā)到第一激發(fā)態(tài)，而電子本身由于把全部能量傳遞給了氬原子，它即使穿過2柵極，也不印制反向拒斥電場(chǎng)而被折回2柵極所以板極電流I將顯奢減小，以后陋苷二柵電壓U的增加，電子的能量也的就，與氬原子且童時(shí)留下足夠的能量．這又可以櫛制拒電場(chǎng)的作用力而到達(dá)陽(yáng)極“這時(shí)I又開頭上升。0到u是2倍氫原子的第一激友電位時(shí)電子在G和K之司又會(huì)由于第才次非性f窖黽而失去。量，于是又造成第2次丨的下降這種能量轉(zhuǎn)移隨著u增涌而I周期性變化，假設(shè)以U為橫坐標(biāo)。以Ig際可以得到一峰曲線，峰彘《相郭尖（或者谷點(diǎn)膽的鼬電壓差的酊為氬原子的第一灕發(fā)電位佰從這個(gè)試輸說白夫蘭克．赫茲管內(nèi)的緩電子與氟原子相碰撞內(nèi)使原子方、低級(jí)激發(fā)到高能級(jí)，并通過測(cè)量氬原子的猶發(fā)電位值@說明臼玻爾一一原子能級(jí)的存在；四四、主要的試瞼儀器及試瞼步操儀器血板介紹．前而板0、排帕@1插上過源，拔動(dòng)電源開關(guān)．2、將手動(dòng)一自謝當(dāng)切換開關(guān)置于“手動(dòng)和微電流倍增廾關(guān)置9檔如頭先將燈電壓VH．掌握柵電壓VGIK（明極到第一柵極電壓UGIK匚拒斥電壓VG2A（陽(yáng)極到真次柵極電壓IJG2A）緩慢誕整到儀器機(jī)笮上所貼的"出廠幢驗(yàn)釜考?jí)魯?shù)，，預(yù)熱10分鐘，此過程中可能各參數(shù)會(huì)有小的波動(dòng)《請(qǐng)微調(diào)各旋鈕到初設(shè)值。生旋轉(zhuǎn)UG2K調(diào)整旋鈕《測(cè)定曲線使柵極電壓漸漸增加．每加05v或者1記錄相應(yīng)的電壓．電流0，隨UC2K仞「速電壓）的那，陽(yáng)極電流表的佰消滅周期性峰佰谷佰，要特別留0電流峰值（和谷圓所對(duì)應(yīng)的電壓，在和谷值先后匹周最好多氵則幾點(diǎn)，以便找到準(zhǔn)確的峰值如以陽(yáng)極電流為縱坐標(biāo)具次柵電壓為橫坐標(biāo)，作士譜峰莊線如測(cè)量時(shí)電流需要時(shí)間去穩(wěn)定這是由于電流值很小，是正韋現(xiàn)象，轉(zhuǎn)變0壓肯定要緩慢，否則流穩(wěn)定時(shí)間將變長(zhǎng)，依據(jù)所取數(shù)據(jù)點(diǎn)@列表作圖并瀆取相鄰電流峰對(duì)應(yīng)的電壓，逐差法計(jì)算出氬原子第一激發(fā)電位的平均值6`在試驗(yàn)完畢后，請(qǐng)勿長(zhǎng)期將IJG2K置于最大佰，應(yīng)將按說時(shí)鐘方向旋轉(zhuǎn)至最小佰·五、數(shù)庭處理1．氬原子第一激發(fā)電位u護(hù)量（1）試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄試驗(yàn)條件燈絲電壓u=2V，拒斥場(chǎng)電壓U=7，5V，掌握柵電壓U=2，IVb.b.驗(yàn)6．46 1 23u+SU34、173S6037、02平均值一U)=35，60VU=1L87V3 求不確定度： S 一U—30）2=L4250V=3．537立1×76 0一U+O.IV 460IV70 1％ = ．+還序號(hào)i擬厶公式為U=11g&+4丿353b。厶過42353，UB?！?.89@&。0、四9150， S ?！?353黑0015m。0．m3550，0=0=自上90±0《鼎2．氬原子受激后回到基態(tài)輻射出的光波潑長(zhǎng)入的計(jì)算山1中計(jì)算可知，氬原了第．激發(fā)態(tài)電位IJ：1L90V（線性擬合結(jié)果〕，代入式恤/=到及c-入得hc6．63×10×3．0×№二L045×10一二104：5mL60x1019x11．903．對(duì)第一`其次峰位河的分析第一登f立1685V峰16．316丐16716圍17．117317丐電流／A14．21415．11614．714．5143第一峰應(yīng)1i4141i41414石]1]其次峰位27．95v峰亻茸／V2727．627．8282&228．428．622·923．123．924．524724．824．727，4具次峰位27謁 &42&528,8分析：對(duì)于妄0的F—H管，其極與柵極受不的金屬材料制成，它們的出功不同，因此會(huì)產(chǎn)生唼觸電位差·接觸電位差的存在，使真正加在電子上的速電壓不等于U,而是U與接觸電值差的代和、所以接觸電的存在將會(huì)使得整個(gè)I-U曲纟搓罷布平移、因此，第一個(gè)峰位對(duì)應(yīng)的電壓值并等于．．通過手動(dòng)定量測(cè)量分析U·．U5117．94327．76．340．0&051、5&96181．81&33℃28．4&240．48552、59．2利用掌渥變0去分析上表中的數(shù)據(jù)0u對(duì)板極電流丨的影響比較1、厶3:曳可知，燈絲電壓U增大，阪極電湖也增大，《：增大燈絲電壓凵，則燈絲溫匱上升，單位時(shí)河內(nèi)產(chǎn)生的電尋增多，經(jīng)過與原尋碰撞等一系犰眶互的作后@到達(dá)板極p的電子數(shù)增多，產(chǎn)生的板極電流闥U對(duì)板極電流[的影比較7纟煦可知，皇握柵電壓u大，板極電湘先增大舌凝?。治觯篴掌握柵電壓U的主要作是消退。電子在阝月極些周的礻只存效頎，掌握陰極放射的電子流的大小“開陰極生的電子發(fā)生散射、無法到達(dá)板極p,b.增大享柵0任U，能有效減小電子在極些周的積存，堆大到達(dá)板極P的豐子數(shù)目，從而導(dǎo)致板極流丨0大。o當(dāng)掌握柵電壓U過大時(shí)，將會(huì)使進(jìn)入碰懂空間的電子流變小。到達(dá)板極P的電子數(shù)削減。板極電癥[、d.比較2.P3組數(shù)據(jù)可知，坂極電流丨的增加0并不大，可能是由于此時(shí)的加諫電壓U已經(jīng)接近使I到達(dá)量大值的壓值了．對(duì)板極電對(duì)板極電流I的影響分析．增大拒斥場(chǎng)電壓u的笸．將會(huì)使的電子穿越Gp需孌更大的毹量．因此對(duì)達(dá)具次柵極G的電子的能量要求啲更高了，所以，在頁(yè)他條袢一樣的狀況下，瞞足這一要求的電了數(shù)目會(huì)削減，從而到達(dá)板極P的電子數(shù)目削減，板極電流1減小，u8對(duì)p的影響20 0 1 2 4穴爭(zhēng)論：1.試驗(yàn)時(shí)要假設(shè)要得出比較抱負(fù)的象，應(yīng)適當(dāng)調(diào)大以得到把負(fù)的圖象．假設(shè)超出量程也不應(yīng)張，這只是短暫的不蕓對(duì)儀器造成太大的損環(huán)，目I過小則無法得到理想的圖象．2．手動(dòng)測(cè)定