FH实验
移动通信扩频实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解移动通信扩频技术的原理和基本概念。
2. 掌握扩频通信系统的组成和信号处理过程。
3. 通过实验验证扩频通信的抗干扰性能和频谱利用率。
4. 分析扩频通信在移动通信中的应用优势。
二、实验原理扩频通信是一种通过将信号扩展到较宽的频带上的通信技术，其基本原理是将信息数据通过一个与数据无关的扩频码进行调制，使得原始信号在频谱上扩展，从而提高信号的隐蔽性和抗干扰能力。
扩频通信的主要特点如下：1. 扩频：通过扩频码将信号扩展到较宽的频带上，提高信号的隐蔽性。
2. 抗干扰：由于信号频谱较宽，抗干扰能力强，可抵抗多径干扰、噪声等影响。
3. 频谱利用率：扩频通信采用码分复用（CDMA）技术，可充分利用频谱资源。
4. 分集：通过扩频码的不同，可实现信号的分集接收，提高通信质量。
三、实验设备1. 移动通信实验平台2. 信号发生器3. 信号分析仪4. 通信控制器5. 通信终端四、实验内容1. 扩频信号的产生（1）设置信号发生器，产生原始信号。
（2）选择合适的扩频码，进行扩频调制。
（3）观察扩频后的信号频谱，验证扩频效果。
2. 扩频信号的接收（1）设置通信控制器，模拟移动通信环境。
（2）将扩频信号发送到接收端。
（3）接收端对接收到的信号进行解扩频，恢复原始信号。
（4）观察解扩频后的信号，验证解扩频效果。
3. 抗干扰性能测试（1）在接收端加入噪声，观察信号变化。
（2）调整噪声强度，测试扩频信号的抗干扰性能。
4. 频谱利用率测试（1）设置多个扩频信号，进行码分复用。
（2）观察频谱，验证频谱利用率。
五、实验结果与分析1. 扩频信号的产生实验结果表明，通过扩频码调制，原始信号在频谱上得到了有效扩展，验证了扩频通信的基本原理。
2. 扩频信号的接收实验结果表明，接收端能够成功解扩频，恢复原始信号，验证了扩频通信的解扩频效果。
3. 抗干扰性能测试实验结果表明，扩频信号在加入噪声后，信号质量仍然较好，证明了扩频通信的抗干扰性能。
FH系列将记录图像保存到PC共享文件夹
FH系列将记录图像/场景数据保存到PC共享文件夹实验器材：FH一套，直连网线，PC一台
实验日期：16/4/7
一.功能介绍
二.P C侧
1.用网线连接PC和FH，修改PCIP地址，使PC和FH处
于同一网段
注意：一定要将PC和FH连接上，否则后面PC上的文件夹就无法共享了。
2.在PC上新建一个文件夹，，比如命名为A。
3.右键A文件夹——共享——特定用户
4.出现以下对话框，选择“EVERYONE”——“添加”
4.将文件夹的权限级别设为“读/写”
5.点击“共享，出现共享文件夹A的路径（也可以通过文
件夹A的属性查看共享路径）
三．FH侧
1.工具——系统设置——其他——网络设定——随便选择一个共享名，比如S，输入PC共享文件夹A的路径
点击“适用”，然后关闭，保存，重启FH。
三. 保存测量图像
工具——系统设置——其他——记录设定——保存位置
共享文件夹中保存的文件如下：
如果想将IFZ文件转换成BMP格式,可以用以下方法装换点击FH中的”工具”-------图像保存文件
上图的意思是：将共享文件夹A中的IFZ格式的图像转换成BMP格式的图像保存在共享文件夹A中。
四．保存场景数据。
F-H实验
实验：F-H实验PB07013086 张清波一．实验内容：1.测量Hg的第一激发电位由于常温下Hg的饱和气压很低，启动恒温控制器调温157度加热F-H管。
选择合适的灯丝电压，VG1K’VG2K.测出Ip随VG2K的变化。
2.测量Ar的第一激发电位。
取Vf =2.59V,VG1=1.68V,VP=12.85V测出IP随VG3的变化。
3.数据处理。
A．计算各峰间距的算术平均值作为第一激发电位，取第一个峰值为起始点（不是从坐标原点为起始点），则可消除接触电势的影响。
B．消除本底电流的影响。
方法是作一条连接激发电位曲线各极小点的平滑曲线，求得二曲线的相差曲线，从相差曲线的峰间距或从相差曲线各峰半宽度中点的间距求第一激发电位.C．由于从灯丝发出的热电子速度具有统计分布使得试验曲线的峰有一定宽度的分布，它给峰位的确定造成误差，为了消除这种影响，将试验曲线微分，由微分曲线各极小点间距确定激发电位（对应于原曲线各拐点）二．处理实验所得数据。
数据1-Hg根据数据做I-V曲线以第一峰为起点计算各峰值的间距，取算术平均值作为第一激发电位：数据2-Hg根据数据做I-V曲线以第一峰为起点计算各峰值的间距，取算术平均值作为第一激发电位：三．思考题。
1.灯丝电压的大小对Ip-V(G2K)曲线有何影响？答：改变灯丝电压可以控制阴极K发射电子的密度和能量分布，V(G2K)不变下，Ip随电压随灯丝电压的大小变化增大或缩小。
2. 说明温度对充汞F-H管Ip-V(G2K)曲线影响的物理机制。
答. 温度影响管内Hg气压（Hg蒸汽对温度很敏感）温度较低时，曲线前部峰值高，易于观察，而测后部峰时容易出现电离，这是因为此时电子平均自由程较大，部分电子未经非弹性碰撞而能量积累超过9.8V达到10.4V。
温度较高时情形正好相反。
3. 为什么温度低时充汞F-H管的Ip很大？答: 温度低时管中的汞蒸汽饱和气压很低，电子的平均自由程变大，电子有机会使积蓄的能量超过4.9eV，从而使向高激发态的激发概率迅速增加，因而对应于高激发态的电位Ip会有相应的峰，则温度低时充汞F-H管的Ip很大。
弗兰克赫兹FH实验1
1914 年德国科学家弗兰克和赫兹在研究气体 放电中低能电子与原子相互作用时发现， 放电中低能电子与原子相互作用时发现 ， 透 过汞蒸汽的电子流随电子的能量呈现有规律 的周期性变化。 的周期性变化 。 该实验证实了原子内部的能 量是量子化的。为此1925 1925年弗兰克和赫兹共 量是量子化的 。 为此 1925 年弗兰克和赫兹共 同获得诺贝尔物理学奖。 同获得诺贝尔物理学奖。
实验仪器
VF调节 旋钮
VG1调 节旋钮 VA调节 旋钮
实验仪器
实验仪器
实验仪器
仪器连接
数据记录
实验数据表
n UAMax (v) IA (nA) UA (v) IA (nA)
1 2 3 4 5 6
做I-U曲线
实验内容 • 描绘出IA-UG2关系曲线. 描绘出I 关系曲线. • 求出氩第一激发电位U0. 求出氩第一激发电位U • 分析灯丝电压、拒斥电压的影响. 分析灯丝电压、拒斥电压的影响.
弗 兰 克 JamesFranck ， 1882—1964
G.赫兹 Gustav Hertz， 1887—1975
了解弗兰克-赫兹实验的设计思想和基 本实验方法 通过测定氩原子的第一激发电位，验证 玻尔的原子理论 分析灯丝电压、拒斥电压等因素对弗兰 克-赫兹实验的影响
实验原理—玻尔理论
放出 能量
原子只能较长久地停留在一 些稳定的能量状态(简称定态 简称定态), 些稳定的能量状态 简称定态 它的能量不可能连续变化而只 能是突变， 跃迁” 能是突变，即“跃迁”。原子 从一个定态跃迁到另一个定态 而发射或吸收能量， 而发射或吸收能量，辐射的频 率是一定的： 率是一定的：
吸收 能量
hv = Em − En
夫兰克赫兹（FH）实验
夫兰克—赫兹（F —H ）实验根据波尔理论，原子只能较长久地停留在一些稳定状态（即定态），其中每一状态对应一定的能量，其数值是彼此分离的。
原子在能级间进行跃迁时要吸收或发射确定频率的光子。
原子内部能量的量子化，也就是原子的间隔能级的存在，除由光谱的研究可以推得外，还有今天的实验可以证明。
原子与具有一定能量的电子发生碰撞，也可以使原子从低能级跃迁到高能级。
1914年（波尔理论发表的第二年），夫兰克（J.Franck ）和赫兹（G.Hertz ）用慢电子与稀薄气体中的原子碰撞的方法，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，直接证明了玻尔提出的原子能级的存在，并指出原子发生跃迁时吸收和发射的能量是完全确定的、不连续的。
由于他们取得这一伟大的成就，从而获得了1925年的诺贝尔物理学奖。
设2E 和1E 分别为原子的第一激发态和基态能量。
初动能为零的电子在电位差0U 的电场作用下获得能量0eU ，如果122021E E v m eU e -==那么当电子与原子发生碰撞时，原子将从电子攫取能量而从基态跃迁到第一激发态。
相应的电位差0U 就称为原子的第一激发电位。
实验目的：通过测定氩原子的第一激发电位，证明原子能级存在，了解原子能级的量子化结构。
实验原理：本实验是做一个与夫兰克-赫兹的原始实验类似的实验来测定氩元素的第一激发电位，证明原子能级是量子化的。
夫兰克-赫兹实验仪器设计如图所示。
在玻璃器中充入要测量气体。
电子由热阴极K 发出。
在阴极K 与栅极G 2之间加电场使电子加速。
在G 2与阳极A 之间有一反向电压。
当电子通过栅极G 2，进入G 2A 空间时，如果仍有较大能量，就能冲过反电场而达到电极A ，通过电流计产生电流。
如果电子在G 1G 2空间与原子碰撞，把自己一部分的能量给了原子，使原子激发。
电子剩余的能量就可能很小，以致过栅极G 2后已不足以克服反电势，那就达不到A ，因而也不流过电流计。
负反馈放大器实验介绍
负反馈放大器实验目的1．研究负反馈对放大器性能的影响。
2．掌握负反馈放大器性能的测试方法。
实验学时3学时实验仪器双踪示波器、音频信号发生器、数字万用表、模拟电路实验装置。
预习要求1．复习负反馈对放大器的影响和估算负反馈放大器的电压放大倍数。
2．认真阅读实验内容要求，估计待测量内容的变化趋势。
3．图3-3-1电路中晶体管β值为120，计算该放大器开环和闭环电压放大倍数。
实验原理1．电路原理电压串联负反馈放大电路如图3-3-1所示。
电路通过10μF电容、3K电阻和第一级射极电阻、电容引入交流电压串联负反馈。
电压负反馈的重要特点是电路的输出电压趋向于维持恒定，因为无论反馈信号以何种方式引回到输入端，实际上都是利用输出电压V o本身通过反馈网络对放大电路起自动调整作用。
若当V i一定时，若负载电阻RL减小而使输出电压V o下降，则电路将进行如下的自动调整过程：R LVo可见，反馈的作用牵制了V o的下降，从而使V o基本恒定。
电压串联负反馈能够稳定电压增益，使输入电阻增加，输出电阻减小。
在电压串联负反馈电路中，信号源内阻R S越小，反馈效果越好。
图3-3-1负反馈放大电路2．基本关系式V f =F u Vo 66R R R V V F f o fu +== uu u uf A F A A +=1 当A >>1，Auf ≈u F 1 实验内容与步骤1．负反馈放大器开环和闭环放大倍数的测试（1） 开环电路① 按图接线，R F 先不按入。
② 输入端接入V s =100mV f=1KHz 的正弦波。
调整接线和参数使输出不失真且无振荡。
③ 按表3-3-1要求进行测量并填表。
④ 根据实测值计算开环放大倍数和输出电阻r o 。
（2）闭环电路① 接通RF 按要求调整电路；② 按表3-3-1要求测量并填表，计算A uf ；③ 根据实测结果，验证A uf ≈1/F。
表3-3-1 开环和闭环放大倍数测量表2．负反馈对失真的改善作用（1）将图3-3-1电路开环，逐步加大V i 幅度，使输出信号出现失真（注意不要过分失真）记录失真波形幅度。
SystemVue仿真法估算二进制基带传输系统误码率 实验报告 跳频(FH)扩频通信系统仿真实验报告
实验名称仿真法估算二进制基带传输系统误码率实验环境SystemVue仿真平台实验目的1、完成典型通信系统的仿真，并对结果进行分析。
2、锻炼运用知识，独立分析问题、解决问题的综合能力。
3、充分理解无马间干扰传输条件等基本概念。
设计要求1、首先，设计的系统必须是基带传输系统。
2、基带传输系统的码元要有单极性码和双极性码。
3、循环的次数要控制在5次左右。
设计方案一、实验设计方案及设计中注意的问题：1、基带传输系统码型的选择：PN码，1是单极性码，0是双极性码。
、2、误码率和抽样判决器的电平：单极性码是峰值的一半，双极性码的判决门限是0。
3、噪声源是加性高斯噪声。
4、仿真的过程一般分如下几步：（1）信源（单极性和双极性）——加性高斯噪——低通虑波器（滤出带外噪声）——采样——判决—比较得出（2）信源——采样——延时—误码率二、仿真图结构如下：说明：1、PN码，OFFSET设制为1的时候是单极性的，0时候是双极性的。
2、两个采样的频率都要是一样的值。
3、循环次数要尽可能的多（最好在5次左右）。
4、信号源的频率是（50HZ，幅度1V）、采样器频率是（50HZ）、数字延迟器（延迟=1）、高斯白噪声（功率密度=0.007W/HZ)、采样频率20000HZ、循环次数是5个、低通滤波器的截止频率是225HZ、运行时间是3秒、误码率和抽样判决器的电平：单极性码是峰值的一半（0.5V)双极性码的判决门限是(0V)。
实验步骤三、实验步骤如下：1、按要求建立基带传输系统的原图如上图所示：2、设置相应的参数：信号源的频率是（50HZ，幅度1V）、采样器频率是（50HZ）、数字延迟器（延迟=1）、高斯白噪声（功率密度=0.007W/HZ)、采样频率20000HZ、循环次数是5个、低通滤波器的截止频率是225HZ、运行时间是3秒、误码率和抽样判决器的电平：单极性码是峰值的一半（0.5V)双极性码的判决门限是(0V)。
其中要注意offset的设置：（1）当设置为1的时候是单极性码。
诊断fh的金标准
诊断fh的金标准
诊断家族性高胆固醇血症（FH）的金标准是基因检测。
FH是一种与遗传相关的高胆固醇血症，主要由LDLR（低密度脂蛋白受体）、APOB（载脂蛋白B）和PCSK9（前贝塞特蛋白酶亚单位）等基因突变引起。
因此，通过基因检测可以确定FH的确诊。
除了基因检测，FH的临床诊断还可以根据以下标准进行综合判断：
1. 个人和家族病史：FH患者往往有早年发生的心血管疾病或高胆固醇血症的家族史。
2. 高胆固醇血症：FH患者常常在儿童或青少年时期就出现高胆固醇或高LDL-C水平。
3. 肉眼看到的脂质沉积：FH患者可在皮肤、血管、角膜等部位有黄色瘤痕的脂质沉积。
4. LDL-C水平：FH患者的LDL-C水平通常在成人时期超过4.9 mmol/L（190 mg/dL），或儿童时期超过4.1 mmol/L（160 mg/dL）。
然而，以上的临床诊断标准并非特异性很高，因此基因检测仍然是确诊FH 的金标准。
在临床实践中，结合个人和家族病史、临床表现和实验室检查结果进行综合评估，可以更好地诊断FH。
FH实验报告
系别：地球与空间科学学院班号：周二下午第十组10号姓名：顾舒杰学号：1300012622实验日期：2014年11月4日教师评定：实验名称：实验十八弗兰克-赫兹实验【目的要求】（1）了解弗兰克-赫兹用伏安法证明原子存在能级的原理和方法；（2）学习用伏安法测量非线性原件；（3）学习微电流的测量.【仪器用具】弗兰克-赫兹管（Hg管、Ar管各一个）；F-H管电源组（三组直流电源，供灯丝和各栅极间的偏压）；扫描电源和微电流放大器（DC：0~90V，电流范围10-8,10-7,10-6A）；电炉及控温仪；数字多用表（一块，四位半式，VC9806+型）；连线若干，开关一个.【实验原理】1.弗兰克-赫兹实验其中K为阴极，阴极发射的电子在K、g之间被加速，并与气体分子发生碰撞；g-p之间加一反向电压U gp，阻止电子到达p极板。
图一弗兰克-赫兹实验装置示意图U Kg与I p之间具有明显的周期性。
电流的周期性来源于电子与气体原子之间的碰撞。
当U Kg达到4.9V时，电子与空气分子发生非弹性碰撞，使汞原子从基态跃迁到激发态，电子因此损失了动能而不能克服反向电压U Kg阻滞到达极板p，电流从而下降。
电压继续增加，当电子的动能达到|eU gp|时，电子又能够到达极板p，从而使电流上升。
当电压达到2×4.9V时，电子又与气体原子发生非弹性碰撞，电流再次下降，重复多次就形成了左图实验曲线。
图二弗兰克-赫兹实验得到的管流与加速电压图左图为邻近基态的能级图。
其中1S0和3P1之间的能量差为4.9eV，与实验结果一致。
但是1S0和3P1之间的能量差为4.7eV，实验中没有出现。
这是因为3P1能级寿命很短，约为10-8秒汞原子在被电子碰撞到3P态后很快以自发辐射的方式退激到基态，电子因而可以不断地将它激发到3P1态，而3P0的寿命很长，约为10-3秒，是亚稳态，3P0到1S0是禁戒跃迁，故碰撞到3P0态的汞原子很快就处于饱和状态，因而实验中观察不到4.7eV的吸收峰。
探索德国FH贯穿教学全过程应用型实验教学模式
ＦＨ．Ａａｓ ｘ ｌｒ ｄ ｅ ｕ ａ ｉｎ ｒｆ ｒ ｏ ｅ ｃ ｉｇ ｐ ａ ｔｃ ｏ ｎ ｉ ｅ ｒｎ ｊ ｒｃ ｕ ｓ ｎ ｌｏ ｗｅｅ ｐ ｏ ｅ ｄ ｃ ｔｏ ｅ ｏ ｍ ｆｔａ ｈｎБайду номын сангаас ｒｃｉｅｆ ｒｅ ｇｎ ｅ ｉ ｇ ｍａｏ ｏ ｒｅ ａ ｄ
ｍｏ ｅ ｆ ｒ ｄ ｌ ｏ ｐｒ ｃ ｉｅ ｅ ｃ ｎｇ ｒ ｆ ｒ ａ ｔｃ ｔ ａ ｈｉ ｅ ｏ ｍ． Ｍ ｏｒ ｏ ｅ ｗｅ ａ ｓ ｄ ｒ ｉ ｎ ｍｏｄ ｌ ｏ ｃ ｐｔｏ ｆ ｒ ｅｖ ｒ ｒ ｉｅ ｔ ａｎｉ ｇ ｅ ｃ ｎ ｅ ｉｎｓ ｏ ａ ｌｃ ｔｏ ａ ｄ ｎ ｖ ｔｏｎ ｎ ｈｅ ｐｐ ｉａ ｉ ｎ ｎ ｉ ｎｏ ａ ｉ ｏ ｔ ｐｕ ｐｏ ｅ ｒ ｓ ｏｆ ｏｓ ｅ ｉ ｇ ｔ ｄｅ ｓ ｐ ｉｄ ｂｉｉｙ ｎ ｆ ｔ ｒｎ ｓ ｕ ｎｔ ’ａ ｐｌ ａ ｌ ｉ ｐｒ ｇ ａ ｅ ｔ ｏ ｒ ｍ
ＤＯＩ ０ ３ ６ ／．ｓｎ １ ７ — ７ ８ ２ １ ． ５ ０１ ：１ ． ９ ９ ｊｉｓ ． ６ １８ ９ ． ０ ０ ０ ． ３
探 索德 国 Ｆ 贯 穿 教 学 全 过 程 应 用 型 实 验 教 学 模 式 Ｈ
叶 绿
（ 江科 技 学 院 信 息 与 电 子工 程 学 院 ， 州 ３ ０ ２ ） 浙 杭 １ ０ ３
在浙江科 技 学院深入 地借鉴 德 国应 用科学 大 学 （ 简称 德 国 Ｆ 办 学经 验 ， 进 “ 大工 程 ” 坚 持 “ Ｈ） 推 三 ， 质 量 立校 、 才强 校 、 人 合作 兴校” 培养 国际化 的高层次 应用型 人才 ， ， 以校 企合 作工程 推 动人才 工程 ， 动质量 带 工 程的背 景下 ， 工程技 术类专业 的本科 教学 就必须 立足于 培养学生 如何分 析 问题 、 决 问题 应用能 力 的创 解
F-H实验报告(完整版)
IP
0.272 35.0 0.285 38.5 0.227 42.0 0.480 45.5 0.586 49.0 0.257
0.283 35.5 0.272 39.0 0.253 42.5 0.506 46.0 0.481 49.5 0.285
0.293 36.0 0.260 39.5 0.282 43.0 0.527 46.5 0.443 50.0 0.329
实验报告要求
一．实验名称：弗兰克-赫兹实验
二．实验目的：
1.观察电子和原子碰撞能量转移量子化现象 2.测量氩原子第一激发电位 3.加深对原子能级概念的理解
三．实验原理
1.玻尔原子理论
（1）定态假设（能级）
原子处于一些不连续的稳定态（定态）。能量分立：
E1为基态，其余E2 ,... ， En为 激发态。
G U 电子通过 K
2 空间后，若能量 e
I G2P ，可冲过拒斥电场到板极形成板流（
）。
p
U I U 实验时， G2K 由零逐渐增加，观测板流，得到 p ~ G2K 曲线。
U 在曲线原点， E e G2P 时：电子未能到达极板P形成电流。
U U 在o点~a点段， E e G2P 时：电子到达板级P形成电流，且随着 G2K 的增大，能够到达的电子数量越来越多，
灯丝电压的改变自会影响激发出的电子数目。在其他条件不变的情况下，改变灯丝电压，F-H实验曲线基本不移动。
10
v
9.5
10-3
v
uB 0.1v
u
u
2
A
2
uB
9.510-3 2 0.12v 0.1v
U U G2K
G2K u (11.5 0.1)v
大学物理实验 心得体会
大学物理实验心得体会大学物理实验报告弗兰克赫兹实验大学物理试验XX022618:59:30阅读17868评论14字号：大中小订阅大学物理实验报告实验题目：弗兰克赫兹实验实验器材：FH实验管、恒温加热电炉、FH实验装置、示波器实验内容：1.熟悉实验装置掌握实验条件该实验装置由FH管、恒温加热电炉及FH实验装置构成其装置结构如下图所示：FV管中有足够的液态汞保证在使用温度范围内管内汞蒸气总处于饱和状态一般温度在100?C至250?C并且由于Hg对温度的灵敏度高所以温度要调好不能让它变化太大灯丝电压控制着阴极K发射电子的密度和能量分布其变化直接影响曲线的形状和每个峰的位置是一个关键的条件2.测量Hg的第一激发电位1)起动恒温控制器加热地FH管使炉温稳定在157?C并选择合适的灯丝电压VG1K=2.5VVG2p=1.5VVf=1.3V2)改变VG2k的值并记录下对应的Ip值上(每隔0.2V记录一个数据)3)作数据处理作出对应的IpVG2k图并求出Hg的第一激发电位(用逐差法)3.测Ar原子的第一激发电位1)调节好相关的数据：Vp=8.36VVG1=1.62VVG2k=0~100VVf=2.64V;2)将相关档位调到自由档位在示波器上观看得到的IpVG2k图是否符合实验要求(有六个以上的波峰)再将相关档位调到手动档位3大学物理实验报告弗兰克赫兹实验大学物理试验XX022618:59:30阅读17868评论14字号：大中小订阅大学物理实验报告实验题目：弗兰克赫兹实验实验器材：FH实验管、恒温加热电炉、FH实验装置、示波器实验内容：1.熟悉实验装置掌握实验条件该实验装置由FH管、恒温加热电炉及FH实验装置构成其装置结构如下图所示：FV管中有足够的液态汞保证在使用温度范围内管内汞蒸气总处于饱和状态一般温度在100?C至250?C并且由于Hg对温度的灵敏度高所以温度要调好不能让它变化太大灯丝电压控制着阴极K发射电子的密度和能量分布其变化直接影响曲线的形状和每个峰的位置是一个关键的条件2.测量Hg的第一激发电位1)起动恒温控制器加热地FH管使炉温稳定在157?C并选择合适的灯丝电压VG1K=2.5VVG2p=1.5VVf=1.3V2)改变VG2k的值并记录下对应的Ip值上(每隔0.2V记录一个数据)3)作数据处理作出对应的IpVG2k图并求出Hg的第一激发电位(用逐差法)3.测Ar原子的第一激发电位1)调节好相关的数据：Vp=8.36VVG1=1.62VVG2k=0~100VVf=2.64V;2)将相关档位调到自由档位在示波器上观看得到的IpVG2k图是否符合实验要求(有六个以上的波峰)再将相关档位调到手动档位3)手动改变VG2k的值并记录下对应的Ip值上(每隔0.05V记录一个数据)4)作数据处理作出对应的IpVG2k图并求出Hg的第一激发电位(用逐差法)4.得出结论原始数据:1.Vf=1.3VVG1K=2.5VVG2p=1.5VT=157?C求汞原子的第一激发电位的数据表)手动改变VG2k的值并记录下对应的Ip值上(每隔0.05V记录一个数据)4)作数据处理作出对应的IpVG2k图并求出Hg的第一激发电位(用逐差法)4.得出结论原始数据:1.Vf=1.3VVG1K=2.5VVG2p=1.5VT=157?C求汞原子的第一激发电位的数据表。
灯丝电压拒斥电压对夫兰克-赫兹实验曲线的影响
灯丝电压拒斥电压对夫兰克-赫兹实验曲线的影响
夫兰克-赫兹实验曲线（以下简称FH曲线）是一种根据灯丝电压和拒斥电压之
间的值大小关系来描述其导通性能的曲线。
它可以用来表示灯丝抵抗的变化情况，从而预测在不同的灯丝电压和拒斥电压条件下的开关角度。
研究灯丝电压和拒斥电压对FH曲线的影响，可以帮助我们更好地理解灯丝在不同条件下表现出的具体特性。
灯丝电压反映了灯丝内部结构及构筑材料的热膨胀性和导电性，而拒斥电压则
反映了灯丝空气传输阻力。
如果将灯丝电压和拒斥电压分别设为A和B，则FH曲
线上的折线图上可以看出，当A>B时，灯丝导通；当A=B时，灯丝关断；而当A<B 时,灯丝就会处于保护态。
因此我们可以明确的看到，灯丝电压对FH曲线影响比较大，因为不同的灯丝电压值对保护态、关断以及导通三个状态所产生的效果有很大区别。
而拒斥电压也会对FH曲线产生影响，但这种影响相比较灯丝电压来说显得相
对较弱。
例如，当灯丝电压A从低值提升至高值时，灯丝的保护态将会慢慢消失，直至最后灯丝关闭；相比之下，如果拒斥电压B从低值提升至高值，灯丝的保护态也会逐渐消失，只不过这种变化会比灯丝电压的变化更为缓慢。
总的来说，灯丝电压和拒斥电压对FH曲线的影响相当明显，而且灯丝电压的
影响较拒斥电压要强。
只要将灯丝电压和拒斥电压充分调试和控制，就可以最大限度地激活灯丝的性能，从而满足不同的使用需求。
正是由于灯丝电压和拒斥电压对FH曲线的影响，我们才能够更好地了解灯丝的特性，并有针对性地进行灯丝配置。
fh不分的学术说法
fh不分的学术说法
学术界常用的fh不分是指对实验组和对照组进行比较时，要尽量减少因基线数据差异所引起的影响。
本文将围绕fh不分展开，从一些常见的问题入手，探讨如何正确运用fh不分方法。
一、基线数据记录的重要性
基线数据是进行实验前，需要记录的各项指标数值，它代表了研究对象在未接受实验干预前的状态。
正确记录基线数据是进行fh不分研究的前提，它能减少实验组与对照组因基线数据差异而产生的影响。
二、随机分组的必要性
随机分组是将研究对象随机分配到实验组和对照组中的一种方法。
通过随机分组，各项基线数据能够在两组之间随机分布，从而减少因基线数据差异所引起的影响。
三、分层随机分组的优越性
分层随机分组能更好地控制因基线数据差异而产生的影响。
借助此方法，研究对象能按某些影响因素进行分层，然后再进行随机分组，从而保证各组之间基线数据的相似性和随机性。
四、协变量分析的优势
协变量分析是一种常用的多元线性回归分析方法，它能根据控制变量的不同进行分析，从而减少因基线数据差异所引起的影响。
对于需要在基线数据上进行调整的情况，此方法能给出更准确的结果。
五、fh不分在小样本下的运用
在小样本研究中，基线数据的差异更难以避免，因此需要更加精确地运用fh不分方法。
例如，在随机分组时，可以采用双盲分组、交叉设计等，从而取得更可靠的结果。
综上所述，fh不分方法是进行实验研究时必须要考虑到的问题。
正确记录基线数据、采用随机分组和协变量分析等方法能够减少因基线数据差异所产生的影响。
在小样本研究中需要更加精确地运用fh不分方法，以获得更可靠的结果。
FH实验——精选推荐
FH实验弗兰克-赫兹实验⼀、实验⽬的（1）通过测定氩原⼦等元素的第⼀激发电位，证明原⼦能级的存在。
（2）了解研究原⼦内部能量问题时所采⽤的基本实验⽅法（3）了解电⼦与原⼦碰撞和能量交换过程的微观图象（4）进⼀步理解玻尔的原⼦理论1913年丹麦物理学家玻尔（N ?Bohr ）提出了原⼦能级的概念并建⽴了原⼦模型理论，原⼦处于稳定状态时不辐射能量，当原⼦从⾼能态（能量E m ）向低能态（能量E n ）跃迁时才辐射。
辐射能量满⾜：m n E E E ?=-对于外界提供的能量，只有满⾜原⼦跃迁到⾼能级的能级差，原⼦才吸收并跃迁，否则不吸收。
1914年德国物理学家弗兰克（J ?Franck ）和赫兹（G ?Hertz ）⽤慢电⼦穿过汞蒸⽓的实验，测定了汞原⼦的第⼀激发电位，从⽽证明了原⼦分⽴能态的存在。
后来他们⼜观测了实验中被激发的原⼦回到正常态时所辐射的光，测出的辐射光的频率很好地满⾜了玻尔理论。
弗兰克—赫兹实验的结果为玻尔理论提供了直接证据。
玻尔因其原⼦模型理论获1922年诺贝尔物理学奖，⽽弗兰克与赫兹的实验也于1925年获此奖。
夫兰克——赫兹实验与玻尔理论在物理学的发展史中起到了重要的作⽤。
⼆、实验原理夫兰克⼀赫兹实验原理（如图1所⽰），氧化物阴极K ，阳极P ，第⼀、第⼆栅极分别为G 1、G 2。
K-G 1-G 2加正向电压，为电⼦提供能量。
U G1K 的作⽤主要是消除空间电荷对阴极电⼦发射的影响，提⾼发射效率。
G 2-P 加反向电压，形成拒斥电场。
电⼦从K 发出，在K-G 2区间获得能量，如果电⼦进⼊G 2-P区域时动能⼤于或等于e U G2P ，就能到达板极形成板极电流I .电⼦在不同区间的情况：图1弗兰克-赫兹实验原理图（1） K-G 1区间电⼦迅速被电场加速⽽获得能量。
（2） G 1-G 2区间电⼦继续从电场获得能量并不断与氩原⼦碰撞。
当其能量⼩于氩原⼦第⼀激发态与基态的能级差?E ＝E 2-E 1 时，氩原⼦基本不吸收电⼦的能量，碰撞属于弹性碰撞。
F-H实验报告
实验报告：弗兰克-赫兹实验一、实验题目：弗兰克-赫兹实验二、实验目的：熟悉实验装置，掌握实验条件，测量汞和氩的第一激发电位。
进一步理解实验原理，掌握实验方法。
三、实验原理：1.实现原子从低能级到高能级的跃迁,可以使具有一定能量的电子和原子发生碰撞.若与之发生碰撞的电子是在电势V 的加速下,速度从零增加到v ,则当电子的能量满足:221mv eV E E E n m ==-=∆时,电子将全部的能量交换给原子.由于两个能级之间的能量差是有确定的值,对应的电压就有确定的大小,当原子吸收电子的能量从基态跃迁到第一激发态时,相就的电压值称为原子的第一激发电位.实验中就是测量汞原子的第一电位差. 2.Hg 原子能级 其中6（0ev ）为基态，63P1（4.9ev ）为激发态，63P0（4.7ev ）、63P2（5.47ev ）为亚稳态3.实验中用F-H管来测量汞原子的第一激发电位.原理图如下:F-H管内先注入少量汞，再抽成真空，在一定温度下，得到合适压强的汞蒸气。
电子由阴极K 出发，受第二栅极G2正电压作用加速，在管中与汞原子碰撞。
逐渐增加KG2电压，观察屏极电流。
发现电流逐渐增加，但每增加4.9V ，都出现一次电流陡降。
第一次陡降出现在4.1V 左右，是由于仪器的接触电势所致。
具有4.9eV 的电子与汞原子碰撞，将全部能量传递给汞原子，使其处于4.9eV 的激发态。
再增大电压，电子在F-H 管中发生第二次、第三次…碰撞，屏极电流都会陡降。
G1的作用： 控制电子束电流并消除阴极附近电子聚集。
屏极A 与G2间有负电压，使得与汞原子发生非弹性碰撞二损失了能量的电子不能到达A 极。
而G1与G2间距较大，使电子与气体有较大的碰撞区域。
F-H 管内充汞，灯丝加热K 使其发射电子，G1控制通过G1的电子数目，G2加速电子，G1,G2空间较大，提供足够的碰撞概率，A 接收电子，AG2加一扼止电压，使失去动能的电子不能到达，形成电流。
实验五跳频（FH）通信实验
实验五跳频（FH）通信实验一、实验目的1. 了解跳频和解跳的基本原理；二、实验内容1．熟悉跳频和解跳的过程，并通过信道进行传输；2．测试跳频和解跳的工作波形，认真理解其工作原理；三、实验原理1．跳频(FH)系统的基本原理跳频系统的载频受一伪随机码的控制，不断地、随机地跳变，可以看成载频按照一定规律变化的多频频移键控（MFSK）。
与直扩相比，跳频系统中的伪随机序列并不直接传输，而是用来选择信道。
跳频电台已经成为未来战术通信设备的趋势。
跳频系统的组成如图5－1所示。
图5－1 跳频系统组成框图发送端由信源产生的信息流去调制频率合成器产生的载频，得到射频信号。
频率合成器产生的载频受伪随机序列控制，按照一定的规律跳变。
在接收端的本振信号是一个和发送端跳变规律一致的频率跳变信号，经过混频后，就可以解调出原始信号。
一般跳频系统可以根据跳频速率分为快速跳频、中速跳频和慢速跳频。
跳频系统的频率跳变，受到伪随机序列的控制，时间不同，伪随机序列的相位不同，对应的频率合成器产生的频率也不同。
跳频系统的频率跳变规律成为跳频图案。
如图5－2为一个随时间跳频的跳频图案。
纵向表示频率，横行表示时间，不同的时间，频率在跳变。
跳频系统具有以下的特点：时间（1） 有较强的抗干扰能力，采用了躲避干扰的方法抗干扰。
（2） 用于组网，实现码分多址，频谱利用率高。
（3） 快跳频系统用的伪随机码速率比直扩系统低的多，同步要求比直扩低，因而时间短、入网快。
2．跳频系统的实现在实验中用TMS320VC5509的DSP来编程，软件完成跳频。
具体过程如下：（1）预先设定四个频率点，再用伪随机序列按照一定的规律产生一个指针，指向这四个频率中的一个；（2）发送方对原始数据信息进行BPSK调制，用选择的跳频频率对原始信号进行调制，并通过射频传输；（3）接收方将接收的信号下变频后，采用和发送方一样的伪随机序列，通过同样的规律获得相同的频率，进行解调，再经过BPSK解调，获得原始数据。
FH值计算的解释
FH值计算的解释FH值（Fugacity-Henry's Law）是描述气体在液体中非理想行为的参数，它是理想气体逸度与饱和溶液浓度之比，用来描述气体与液体之间的平衡。
在化学、化工和环境科学等领域中广泛应用。
FH值是由Henrys定律和逸度的概念推导而来。
Henry's定律描述了非极性和弱极性溶剂中气体溶解度与气体逸度的关系。
根据Henry's定律，气体在液体中的逸度（f）是气体在液相中溶液中的浓度（c）与气体在同样温度下的饱和溶液浓度（c_sat）之比：f = c/c_sat然而，实际溶液中的气体行为通常远离理想行为。
因此，引入了FH值的概念来解释非理想溶液中的气体溶解行为。
FH值是气体逸度与气体在饱和溶液中的饱和逸度之比：FH = f/f_sat其中，f是气体在液相中的逸度，f_sat是气体在饱和溶液中的饱和逸度。
FH值越接近于1，表示溶液中的气体行为越接近于理想行为；FH值大于1，表示气体在液相中被过度吸附，溶液中气体的扩散速率较低；FH值小于1，表示气体在液相中溶解能力较低，扩散速率较高。
计算FH值需要知道气体的逸度和饱和逸度，可以通过实验测量得到，也可以通过热力学模型计算得到。
常用的计算方法有Soave-Redlich-Kwong(SRK)模型、Peng-Robinson(PR)模型、UNIFAC（Universal Functional Activity Coefficients）模型等。
FH值在许多应用中起着重要的作用。
在化学工程中，FH值可用于设计、优化和控制气体液体反应器和吸附过程。
在环境科学中，FH值可以用来评估气体在水体中的溶解度以及污染物的迁移和转化行为。
在药物研发和制造过程中，FH值可以用来预测药物的溶解度和稳定性。
此外，FH 值还可以用于研究气体的输运、储存和传输过程。
总之，FH值是描述气体在液体中非理想行为的参数，通过比较气体的逸度和饱和逸度，可以评估气体在溶液中的溶解能力和扩散速率。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
弗兰克-赫兹实验
一、实验目的
（1）通过测定氩原子等元素的第一激发电位，证明原子能级的存在。
（2）了解研究原子内部能量问题时所采用的基本实验方法
（3）了解电子与原子碰撞和能量交换过程的微观图象
（4）进一步理解玻尔的原子理论
1913年丹麦物理学家玻尔（N ❿Bohr ）提出了原子能级的概念并建立了原子模型理论，原子处于稳定状态时不辐射能量，当原子从高能态（能量E m ）向低能态（能量E n ）跃迁时才辐射。
辐射能量满足：
m n E E E ∆=-
对于外界提供的能量，只有满足原子跃迁到高能级的能级差，原子才吸收并跃迁，否则不吸收。
1914年德国物理学家弗兰克（J ❿Franck ）和赫兹（G ❿Hertz ）用慢电子穿过汞蒸气的实验，测定了汞原子的第一激发电位，从而证明了原子分立能态的存在。
后来他们又观测了实验中被激发的原子回到正常态时所辐射的光，测出的辐射光的频率很好地满足了玻尔理论。
弗兰克—赫兹实验的结果为玻尔理论提供了直接证据。
玻尔因其原子模型理论获1922年诺贝尔物理学奖，而弗兰克与赫兹的实验也于1925年获此奖。
夫兰克——赫兹实验与玻尔理论在物理学的发展史中起到了重要的作用。
二、实验原理
夫兰克一赫兹实验原理（如图1所示），氧化物阴极K ，阳
极P ，第一、第二栅极分别为G 1、G 2。
K-G 1-G 2加正向电压，为电子提供能量。
U G1K 的作用主要是
消除空间电荷对阴极电子发射的影响，提高发射效率。
G 2-P 加
反向电压，形成拒斥电场。
电子从K 发出，在K-G 2区间获得能量，如果电子进入G 2-P
区域时动能大于或等于e U G2P ，就能到达板极形成板极电流I .
电子在不同区间的情况： 图1弗兰克-赫兹实验原理图
灯丝电压
（1） K-G 1区间 电子迅速被电场加速而获得能量。
（2） G 1-G 2区间 电子继续从电场获得能量并不断与氩原子碰撞。
当其能量小于氩原子第一激发态与基态的能级差∆E ＝E 2-E 1 时，氩原子基本不吸收电子的能量，碰撞属于弹性碰撞。
当电子的能量达到∆E ，则可能在碰撞中被氩原子吸收这部分能量，这时的碰撞属于非弹性碰撞。
∆E 称为临界能量。
（3） G 2-P 区间 电子受阻，被拒斥电场吸收能量。
若电子进入此区间时的能量小于eU G2P 则不能达到板极。
由此可见，若eU G2K <∆E ，则电子带着e U G2K 的能
量进入G 2-P 区域。
随着U G2K 的增加，电流I 增加（如
图2中Oa 段）。
若e U G2K ＝∆E 则电子在达到G 2处刚够临界能量，
不过它立即开始消耗能量了。
继续增大U G2K ，电子能
量被吸收的概率逐渐增加，板极电流逐渐下降（如图
2中ab 段）。
继续增大U G2K ，电子碰撞后的剩余能量也增加，
到达板极的电子又会逐渐增多（如图2中bc 段）。
若e U G 2K >n ∆E 则电子在进入G 2-P 区域之前可能n 次被氩原子碰撞而损失能量。
板极电流I 随加速电压U G2K 变化曲线就形成n 个峰值，如图2所示。
相邻峰值之间的电压差∆U 称为氩原子的第一激发电位。
氩原子第一激发态与基态间的能级差 ∆E= e ∆U （2）
三、实验器材
微机型弗兰克一赫兹实验仪（FD-FH-C ），示波器
四、实验内容
1、用示波器观察氩原子的激发曲线。
（1）将实验仪的“U G2K 输出”与示波器的“X 相”通道相连，“I P 输出”与示波器的“Y ”通道相连。
将实验仪“手动／自动”置于“自动”模式，“I P 电流显示”设置为“0.1uA ”；示波器设置为“X-Y ”模式。
（2）将灯丝电压U F 、栅极电压U G1K 、U G2K 、遏止电压U G2P 缓慢调节到仪器的“出厂检验参考图2弗兰克-赫兹实验2G K V ～I 曲线 a b c I (nA) 2G K (V )
U O U 1 U 2 U 3 U 4 U 5 U 6 U 7
值”，预热2分钟。
在参考值±50%范围内分别调节U F 、U G1K 、U G2K 、U G2P ，观测并用文字描述各实验参数对激发曲线的影响，分析各参数对激发曲线的作用机制。
2、测量氩原子的激发曲线。
（1）将实验仪“手动／自动”置于“手动”模式，“I P 电流显示”设置为“0.1uA ”。
（2）将灯丝电压U F 、栅极电压U G1K 、U G2K 、遏止电压U G2P 缓慢调节到仪器的“出厂检验参考值”。
粗测： 手动方式逐渐增大U G2K 电压，观察I p 变化，依次记录激发曲线的6个峰、谷的大概位置。
细测：手动方式逐渐增大U G2K 电压，在10.0~95.0V 内以0.5~2.0V 为步长（在峰、谷附近以0.5V 为步长）改变加速电压U G2K ，观察I p 变化，测量6个完整的峰、谷数据。
（3）以第二栅极电压V G2K 为横坐标，阳极电流I A 为纵坐标，绘制氩的U G2K ~I p 激发曲线，用逐差法计算出氩原子的第一激发电位。
3、课间计算。
若已知在汞蒸汽中电子的平均自由程λ与温度T 、蒸汽压p 的关系为：
2kT r p
λπ= 式中k 为玻尔兹曼常数，汞原子半径0.176r =nm 。
计算80、90、100、160、170、180℃时电子在汞蒸汽中的平均自由程λ。
思考题：
（1）U G2K ~I p 曲线电流下降并不十分陡峭，主要原因是什么？
（2）I 的谷值并不为零，而且谷值依次沿2G K U 轴升高，如何解释？
（3）第一峰值所对应的电压是否等于第一激发电位？原因是什么？
（4）写出氩原子第一激发态与基态的能级差。
注意事项：
1、因有微小电流通过阴极K 而引起电流热效应，致使阴极发射电子数目逐步缓慢增加，从而使阳极电流I p 缓慢增加，形成“飘移”现象。
U G2K 应从小至大依次逐渐增加，每增加0.5V 或2V 后读阳极电流表读数，不回读，不跨读。
2、实验完毕后，请勿长时间将U G2K 置于最大值，应将其旋至较小值。
）
附录
汞在不同温度下的蒸汽压。