二级物理实验2-夫兰克赫兹实验

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弗兰克-赫兹实验实验报告

课程名称：大学物理实验（二）

实验名称：弗兰克-赫兹实验

图2.1 弗兰克-赫兹管原理图

设氩原子的基态能量为E1，第一激发态的能量为E2

E2−E1。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则电子与氩原子只能发生弹性碰撞，二者之间几乎没有能量转移。

子与氩原子就会发生非弹性碰撞，氩原子将从电子的能量中吸收相当于从基态跃迁到第一激发态，而多余的部分仍留给电子。

位差为U0则

eU0=E2−E1

图3.1弗兰克-赫兹仪实物图

对应的V G2是内部的锯齿电压，作用是急速电压自动变化。对应于示波器观测模

I P(×10-8A)

U G2(×

图6.1 加速电压与电流的关系图

可以发现电流随电子的能量呈现有规律的周期性变化，且两相邻谷点(或峰尖)即为氩原子的第一激发电位值。同时，可以读出峰谷的横坐标值。

峰的横坐标值如下表：

表6.1 加速电压与电流的关系图的峰横坐标记录表

第二个峰X3第三个峰X5第四个峰X7第五个峰X9

2.90 4.08 5.25 6.46

表6.2 加速电压与电流的关系图的锋横坐标记录表

第二个谷X4第三个谷X6第四个谷X8第五个谷X10

3.52

4.66

5.84 7.04

算出氩原子的第一激发电位

物理实验之弗兰克-赫兹实验

弗兰克-赫兹实验是物理学中的经典实验之一。它的目的是研究原子的结构。据研究，原子是由电子，质子和中子组成的。迄今为止，人们已经知道了原子的结构和组成；然而，在20世纪初，这个问题仍然是未解决的。弗兰克-赫兹实验为研究原子组成和结构的理论

提供了重要的实验证据，并为导致量子力学的发展做出了巨大的贡献。

弗兰克-赫兹实验是由德国物理学家弗兰克和赫兹于1914年在法兰克福大学进行的。

该实验的设备是一个长长的玻璃管，该管内部有空气和水银蒸气。两个电极置于管的两端，并且通过这些电极施加电压。电压的值非常小，只有几伏特，这足以使大约1cm的空气分

子缩短350倍的距离，从而使它们成为离子。离子化后的分子可以很容易地被带电的电子

撞击，从而被激发和解离。当电流流经玻璃管时，可以看到荧光在管内产生。这些荧光在

玻璃管的长度方向上呈现出明显的不均匀性，因此称其为荧光不稳定的阶梯状。

最初，弗兰克和赫兹发现，当电压过低时，无论电压增加了多少，都看不到荧光的变化；而当电压增加到一定程度时，荧光的形式突然发生了变化。随着电压的增加，荧光不

再呈现出阶梯状，而是变成了均匀的条纹。这种现象表明，在一定范围内，电压对原子的

结构产生了明显的影响。

进一步的研究表明，当电压增加到一定水平时，玻璃管里的荧光又重新呈现出了阶梯

形状。这是因为这时电子的能量已经足够大，能够克服空气分子中的电子吸收势垒，从而

到达下一个空能态。电流在这种情况下变成了一个突发的脉冲，因为所有的电子都同时跳

到了相同的能量级。

弗兰克-赫兹实验揭示了原子结构的本质，并为发展量子力学及以后的能量及频率论

弗兰克赫兹实验

2-2弗兰克—赫兹实验

【实验简介】

1913年丹麦物理学家玻尔在卢瑟福原子核模型的基础上，结合普朗克量子理论，提出了原子能级的概念并建立了原子模型理论，成功地解释了原子的稳定性和原子的线状光谱理论。该理论指出，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∆E = E m-E n 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和赫兹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年获诺贝尔物理学奖。

【实验目的】

1、测量氩原子的第一激发电位；证实原子能级的存在，加深对原子结构的了解；

2、了解在微观世界中，电子与原子的碰撞和能量交换过程几率及影响因素。

【预习思考题】

1．理解电子与原子碰撞能量交换过程的微观图像。

2．熟悉玻尔理论物理模型。

【实验仪器】

DH4507智能型弗兰克-赫兹实验仪，示波器

DH4507智能型弗兰克-赫兹实验仪由四组程控直流稳压电源、微电流检测器和单片机控制器组成。有手动和自动两种工作模式。DH4507智能型实验仪可手动逐点测绘处爬坡曲线，也可在慢速自动扫描情况下在示波器上观察爬坡曲线。

DH4507智能型弗兰克-赫兹实验仪主要技术指标：①弗兰克-赫兹管：氩气；4电极；谱峰（谷）数量≥6；管子寿命≥3000小时；②四路程控电源（四位显示）：灯丝电压 DC 0～5.9V ，1A ，最小步进电压值：0.1V ，最大步进电压值1V ；第一栅压

弗兰克赫兹实验报告

***学院近代物理实验报告

实验名称：弗兰克赫兹实验

实验目的：通过测定亚原子等元素的第一集发典韦，证明原子能级的存在。实验原理

1、电子和气态汞原子碰撞

利用电子和气态汞原子的碰撞最容易实现弗兰克赫兹实验。

原子从低能级E n 向高能级E m 跃迁可以通过具有一定能量的电子和原子碰撞来实现。若与原子碰撞的电子是在电势差V 的加速下，速度由0到v ，则

mv eV E E E n m ==-=∆

当原子吸收电子能量从基态跃迁到第一激发态时，相应的V 称为第一激发电位，如果电子的能量达到原子电离的能量，会有电离发生，相应的V 称为该原子的电离电位。 2、实验装置

实验原理图：

电子碰撞在F-H 管内进行。真空管内充以不同的元素就可以测出相应元素的第一激发电位。

F-H 四极管包括电极灯丝F ，氧化物阴极K ，两个栅极G1和G2和一个屏极A ，阴极K 照在灯丝F 外，又灯丝F 的电压可控制K 发射电子的强度，靠近阴极K 的实第一栅极，在G1和K 之间加有一个小正电压VG1K ，第二栅极远离G1而靠近屏极A ，G2和A 之间加一小的遏止负电压VG2A.

F-H 管内充有Hg 时，VG2K 和屏流Ip 满足：

exp{2K G p V C I =

充Hg 的F-H 管被加热式Hg 气化后，Ip-VG2K 曲线发生变化，如图所示

当VG2K=4.9nV(n=1,2,3…)时，图线上都将出现一个峰值，原因是每到一个4.9V电子与汞原子发生了非弹性碰撞，电子将能量全部转移给汞原子，失去能量的电子不能到达屏极。

2弗兰克-赫兹实验

20
40
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问题：那些实验现象表明原子能量状态或能级是不连续的？
1 历史背景
JAMES FRANCK GUSTAV HERTZ
1914年，夫兰克（J．Franck)和赫兹(G.Hertz）采用慢电子轰击原子的方法，利用两者的非弹性碰撞将原子激发到较高能级。直接证明了原子内部量子化能级的存在，给玻尔的原子理论提供了直接的而且是独立于光谱研究方法的实验证据。因此他们获得了 1925年的诺贝尔物理学奖。
设氢原子的基态能量为e的加速电场作用下获得能量为eu具有这种能量的电子与氢原子发生碰撞当电子能量电子与氢原子只碰撞当电子能量eu时电子与氢原子只能发生弹性碰撞由于电子质量比氢原子质量小得多电子能量损失很少
2013/9/24
夫兰克--赫兹实验
50
I (10-8)
A
40
30
20
10
V (V) G2K
0
0
表三：I-VG2K曲线实验数据（VF＝2.8 V ，VG1K＝1.5 V ，VG2A＝6.5 V ）
VG2K
0 5.0 7.4 7.8 9.8 11.8 13. 15. 17. 18. 19.
（V）
88848
I （uA） 0 0 0 0.0 0.0 0.2 0.3 0.4 0.4 0.4 0.4 01 76 55 57 16 50 51 33

弗兰克赫兹实验实验报告

弗兰克赫兹实验是20世纪初为了研究原子结构而开展的经典实验之一，也是量子力学发展史上的重要里程碑之一。本文将对该实验的原理、实验装置、实验过程及结果进行介

绍并进行简要的讨论。

一、实验原理

弗兰克赫兹实验主要基于静电击穿现象的基础上进行。在一个低压气体管内，将两个

电极分别放在管的两端，使得电子能够从负极经过气体管向另一端正极方向运动。当电子

运动的速度达到一定的程度时，可以与气体原子相撞，使气体原子激发成为离子或激发态。当电子经过气体管内的一个区域时，便可以观察到该区域的荧光现象。

二、实验装置

弗兰克赫兹实验的实验装置主要由一个玻璃管组成，管中充满了低压气体。实验中通

过气体管两端的电极和外部高压电源构成电路，使电子可以在管内自由运动。

三、实验过程

在实验进行时，首先将气体管中的气体抽成非常低的压强，然后通过高压电源，在管

的两端分别加上负极和正极电压，使得气体管内形成一个电场。当电压达到一定程度时，

电子可以克服气体原子的束缚，在电场作用下自由运动。当一些电子与气体原子碰撞时，

气体原子可能会发生激发或电离，然后通过复合释放荧光。荧光以波长分布明显的分界线

出现（即发生荧光的气体种类不同，发射的光谱线也不同）。通过测量压强与电场强度等

参数，可以得到不同气体在不同电场强度下的谱线变化情况。

四、实验结果

通过弗兰克赫兹实验的实验数据可以得出结论：

（1）气体原子处于激发态不能较长时间复合释放，而处于离子状态的气体原子则不同。

（2）获得荧光的气体原子数与电子数不成正比，而且气体压强不能过高。

弗兰克-赫兹实验

弗兰克-赫兹实验（Frank-Hertz实验）是由德国物理学家威廉·赫兹和威廉·弗兰克于1914年完成的一项重要实验，旨在研究薛定谔方程在原子能级间的电子跳跃所导致的离子化能量变化。

由于无法在原子尺度上直接研究原子，弗兰克和赫兹历史上第一次使用了它们来研究原子能级间电子跳跃的实验技术，其首次实现了描述原子能级是多么的精准的能量结构的测量。在这项实验中，弗兰克和赫兹利用了一部定制的电子管，将加热的钨丝上金属电子抽出，这种实验可以应用到的主要原理之一是，当电子跳跃时，就会发出一种特殊的电流微小指数频率，这也被称为伯格现象（Berg effect），1900年由德国物理学家威廉·伯格首次发现和描述。利用这种技术，弗兰克和赫兹可以测量出原子能级给出的电流，据此计算出原子能级的能量差，尽管这种技术总共只能测量出原子的一个能级，但是，这便是薛定谔方程研究原子能级出现的关键原理和重要实验，以及未来任何继续研究原子能级结构必须建立在它之上的基础。

测量完原子能级结构之后，弗兰克和赫兹发现，对于原子内部电子跳跃有一种精准的离子化能量幅度，而这种幅度基本上和薛定谔方程的预期值一致，证明了薛定谔方程在原子能级间跳跃的存在，这也被人们认为是薛定谔方程的最关键的实验检验，从而最终在1925年蒙特卡罗和佩里条约之后得到了较大的广泛认可，也广泛确认了它与原子内电子跃迁有关。

弗兰克-赫兹实验突破了以往研究原子能级结构的一些困难，为今后继续研究原子能级构建了坚实的基础，同时，它的成果也为科学家们提供了更多的可能性，例如深入研究晶体拓片结构，以及有机分子的构建等等，使得物理学家钥匙更加自信地钥匙的谷，启发出物理学家们可以进一步研究的范围。

弗兰克赫兹实验原理

弗兰克赫兹实验是一种经典的物理实验，用于研究气体放电现象和原

子结构。该实验由德国物理学家弗兰克和赫兹于1914年首次进行。该实验的基本原理是利用带电粒子在电场中受力的特性，探测气体分子

中原子的能级结构。

实验装置由一个密封的玻璃管和两个电极组成。玻璃管内填入一定压

力下的气体，两个电极分别位于玻璃管内部两端。当加上足够大的电

压时，电场会使得气体分子中的原子被激发，从低能级跃迁到高能级。当这些激发态原子回到基态时，会发射出特定波长的光线。

弗兰克赫兹实验通过测量放电管中气体辐射谱线来确定气体分子中原

子能级结构。在实验过程中，可以通过调节电压或改变气体压力等参

数来改变激发态原子数目和能级结构，从而观察到不同的辐射谱线。

该实验对于研究原子结构和量子力学的发展具有重要意义。通过该实验，科学家们发现原子的能级结构是离散的，而不是连续的。这一发

现对于后来量子力学理论的建立和发展具有重要影响。

总之，弗兰克赫兹实验是一种经典的物理实验，通过测量气体分子中

原子能级结构和辐射谱线，为研究原子结构和量子力学提供了重要的实验基础。

大学物理实验报告夫兰克赫兹实验

大学物理实验报告-夫兰克-赫兹实验夫兰克-赫兹实验报告

一、实验目的

1.了解和掌握夫兰克-赫兹实验的基本原理和操作方法。

2.通过夫兰克-赫兹实验，了解电子在强电场中的运动规律和能级分布。

3.通过对实验数据的分析和处理，加深对量子力学基本原理的理解和应用。

二、实验原理

夫兰克-赫兹实验是研究电子在强电场中的运动和能级分布的重要实验，它利用电子枪将电子加速到高速状态，然后通过调节加速电压和电极间隙，观察电子与静态电压作用后的电流变化。

电子枪采用热阴极电子管，通过加热阴极材料使其发射电子，然后在阳极电压的作用下形成电子束打到高速旋转的靶上。电子与靶的碰撞会激发出二次电子，这些二次电子在空间电荷场的作用下形成电流。

当加速电压逐渐增加时，电子的动能也逐渐增加，它们与靶的碰撞会更加剧烈，产生的电流也会随之增加。当加速电压达到一定值时，电流会突然增加一个数量级，这就是夫兰克-赫兹效应。

通过对实验数据的分析和处理，可以得出电子在不同能级下的运动规律和能级分布，进而验证量子力学的基本原理和方程。

三、实验步骤

1.按照实验设备的布置要求连接好实验电路，并检查各电器连接是否完好；

2.将电子枪和阴极打拿掉后进行预热，同时调整阳极电流至适当值；

3.逐渐增加加速电压，并记录各电压下的电流值；

4.当电流突然增加一个数量级时，即为夫兰克-赫兹效应的出现时刻；

5.继续增加加速电压并记录各电压下的电流值，直到电流值趋于稳定；

6.改变阳极电流值并重复上述步骤；

7.对实验数据进行处理和分析，得出电子在不同能级下的运动规律和能级分

弗兰克赫兹实验原理和结论

弗兰克赫兹实验是由德国物理学家詹姆斯·弗兰克和恩里科·赫兹于1914年共同进行的实验，它提供了关于原子结构的重要信息，特别是关于原子能级的存在。

实验原理：

1.实验装置：弗兰克-赫兹实验主要使用了一个玻璃管，其中充满了氢气或汞蒸气，这个管被分为两个电极区域。

2.电压加速电子：通过在管中施加电压，电子被加速并从一个电极移向另一个电极。在途中，它们与气体分子碰撞。

3.测量电流：当电子通过管中的气体时，会发生多次弹性碰撞。当电子的能量达到某个特定值时，它们会与气体分子发生非弹性碰撞，失去能量。这一过程导致了电流的突然减小。

4.能级跃迁：当电子能量达到一定值时，它们可以克服气体分子的束缚，进入下一个能级。这些能级的跃迁导致了电流的突然减小，因为电子被从原有的路径上移开。

实验结论：

1.能级存在：弗兰克-赫兹实验提供了关于原子内能级的首次实验证据。实验证明，原子内存在离散的能级，而电子在这些能级之间跃迁。

2.能量量子化：实验证明了能量的量子化概念。电子的能量不是连续的，而是以离散的量子形式存在，这支持了量子理论的发展。

3.波粒二象性：实验结果也支持了电子的波粒二象性。电子表现出波动性和粒子性，这是量子力学的基本原理之一。

弗兰克-赫兹实验的成功对于后来量子力学的发展产生了深远的影响，它为揭示原子结构的奇妙世界打下了基础。

弗兰克赫兹实验实验报告

实验名称：弗兰克赫兹实验

实验目的：通过研究气体的导电特性，探究众多气体的带电粒子性质等规律。

实验器材：真空管，放电极，荧光屏，高压电源，振荡器等。

实验原理：弗兰克赫兹实验利用了电离气体与电场、荧光屏的相互作用，其中，荧光屏的作用是显示电子活动的位置。通过在气体中建立电场，在真空中产生气体的离子化（电离），并测定带电粒子与电场作用下的方向、速度、轨迹等特征，可以推测出气体离子（电离）性质以及离子与电场的相互作用规律。

实验过程：利用真空管将空气抽空，给电极加高压电信号，使气体电离，产生气体放电现象。接下来，让离子穿过两个极板的电场区域，在荧光屏上观察带电粒子离子与电场作用后的荧光显示。通过改变气体类型和气体压力等实验条件，观察荧光屏上的显示差异，实验数据测定。

实验结果：弗兰克赫兹实验得出气体的导电机制与性质、电子的分布密度、电场对电子的俘获等规律等，该实验也为粒子物理学、原子物理学研究提供了启示。

结论：弗兰克赫兹实验提供了重要的原理和实验数据，描述了气体电离、电子漂移、荧光及偏極化等现象，对于研究原子物理学、粒子物理学等领域具有重要意义。

实验小结：通过本次实验，我深刻地体会到了科学实验的重要性，同时也更加明确了物理学研究的意义和方向。希望在今后的学习中，能够更深地认识该领域的知识和相关实验，为我国科学技术的发展贡献自己的力量。

弗兰克-赫兹实验实验报告 (2)

弗兰

克-赫兹实验

一实验目的

通过测定汞原子的第一激发电位，证明原子能级存在。二实验原理 1激发电势

玻尔的原子能级理论

（1）原子只能长时间的停留在一些稳定的状态，（简称定态）。原子在这些状态时，不发射或吸收能量；各定态有一定的能量，其数值是彼此分隔的。原子的能量不论通过什么方式发生改变，它只能从一个定态跃迁到另一个定态。

（2）原子从一个定态跃迁到了另一个定态而发射或吸收一定的能量，辐射频率是一定的，满足

n m E E hv -=（1）

原子实现能级跃迁的途径之一，就是通过具有一定能量的电子与原子碰撞的方式来实现的。设初速度为零的电子在电势差为U 的加速电场作用下，获得的能量为eU ，当具有这种能量的电子与稀薄气体中的原子发生碰撞时，就会发生能量交换，如以E 1带表汞原子的基态能量，E 2代表汞原子第一激发态的能量，那么当汞原子从电子传递来的能量恰好为

120E E eU -=（2）

时，汞原子就会从基态跃迁到第一激发态。相应的电势差称为汞的第一激发电势（中肯电势）。夫兰克-核子实验原理如图1示。

板极A 和栅极G 之间加有拒斥电压U AG 空间时，如果有较大的能量（≥eU AG ），就能冲过反向拒斥电场而到达板极形成电流，为微电流计PA 检测出。如果电子在KG 空间与汞原子碰撞，把自己的一部分能量给了汞原子而使后者激发的话，电子本身剩余的能量很少，以致功过栅极后不足以克服拒斥电场而被折回到栅极。这时，通过微电流计的电流将显着的减小。

实验时，观察电流计的电流随U GK 逐渐增加时的现象。如果原子能级确实存在的话，而且基态与第一激发态有确定的能量差，就能观察到如图3示的I A -U GK 曲线。曲线反映了汞原子在KG 空间与电子进

2.4-实验验证之二：弗兰克—赫兹实验

夫兰克-赫兹实验的结果表明，原子被激发到不同状态时，吸收一定数值的能量，这些数值是不连续的。即原子体系的内部能量是量子化的，原子能级确实存在。
夫兰克-赫兹实验玻璃容器充以需测量的气体，本实验用的是汞。电子由阴级 K 发出，K 与栅极 G 之间有加速电场，G 与接收极 A 之间有减速电场。当电子在 KG 空间经过加速、碰撞后，进入 KG 空间时，能量足以冲过减速电场，就成为电流计的电流。
3、对应原理也有普遍意义
著名的物理学家罗森菲尔德说过：对于玻尔1913年发表的划时代的文章，很多人只注意他成功地算出了里德伯常数，而没注意它的精华——对应原理。玻尔的对应原理揭示了在极限条件下量子规律与经典规律趋于一致，也揭示了微观世界和宏观世界相互的有机联系和它们本质上的和谐统一。对应原理在现代物理的发展中一直起着指导性作用。
解：1、电子的质量远小于氢原子质量，故碰撞后，原子可
视为不动，电子的能量给了氢原子，使之激发到En状态
13.6 En E1 12.6eV n2 13.61 12.6
n2 13.6
n 3.7
氢原子吸收的能量是量子化的，所以n=3
2、能级图如右，波长最短的为λ31
3 2
λ21
E3
λ32
2.4 实验验证之二：弗兰克—赫兹实验
按玻尔（Bohr）理论在原子内存在一系列分立的能级，如果吸收一定的能量，就会从低能级向高能级跃迁，从而使原子处于激发态，而激发态的原子回到基态时，也必然伴随有一定频率的光子向外辐射。

1925年诺贝尔物理学奖——弗兰克-赫兹实验

1925年诺贝尔物理学奖——弗兰克－赫兹实验1924年诺贝尔物理学奖授予德国格丁根大学的弗兰克（JamesFranck，

1882—1964）和哈雷大学的G.赫兹（Gustav Hertz，1887—1975），以表彰他们发

现了原子受电子碰撞的定律。

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。弗兰克擅长低压气体放电的实验研究。1913年他和G.赫兹在柏林大学合作，研究电离电势和量子理论的关系，用的方法是勒纳德（P.Lenard ）创造的反向电压法，由此他们得到了一系列气体，例如氦、氖、氢和氧的电离电势。后来他们又特地研究了电子和惰性气体的碰撞特性。1914年他们取得了意想不到的结果，他们的结论是：

（1）汞蒸气中的电子与分子进行弹性碰撞，直到取得某一临界速度为止；

（2）此临界速度可测准到0.1V，测得的结果是：这速度相当于电子经过4.9V 的加速；

（3）可以证明4.9伏电子束的能量等于波长为2536的汞谱线的能量子；

（4）4.9伏电子束损失的能量导致汞电离，所以4.9伏也许就是汞原子的电离电势。

弗兰克和G.赫兹的实验装置主要是一只充气三极管。电子从加热的铂丝发射，铂丝外有一同轴圆柱形栅极，电压加于其间，形成加速电场。电子多穿过栅极被外面的圆柱形板极接受，板极电流用电流计测量。当电子管中充以汞蒸气时，他们观测到，每隔4.9V电势差，板极电流都要突降一次（图25－1）。如在管子里充以氦气，也会发生类似情况，其临界电势差约为21V。

弗兰克和G.赫兹最初是依据斯塔克的理论，斯塔克认为线光谱产生的原因是原子或分子的电离，光谱频率ν与电离电势V有如下的量子关系：hν＝eV。

物理实验之弗兰克-赫兹实验

弗兰克-赫兹实验

摘要：该报告阐明了弗兰克-赫兹实验的历史背景及实验目的，并研究了弗兰克-赫兹实验的设计思想及实验方法。通过此实验证明了原子能级的存在。

Abstract: This research paper, first talking on the background and purpose of Frank-Hertz Experiment, has a study on its designing idea, and the way to work on the experiment. At last, the conclusion is drawn that the energy level do exist in the atom.

一、前言

玻尔原子理论

作为基本假设，玻尔提出：原子只能处于一系列不连续的状态，这些状态具有分立的确定的能量值，称为定态；原子从一个定态过渡（跃迁）到另一个定态将伴随着辐射或吸收电磁波，电磁波的频率υ与两定态的能量值Em和En的关系为

hυ= Em－En （1）

式中h=6.63×10-34Js，称为普朗克常量。

原子在正常情况下处于基态（最低能态），当原子吸收电磁波或受到其它有足够能量的粒子碰撞时，可由基态跃迁到能量较高的激发态。

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。1914年，弗兰克（James Franck，1882—1964）和G..赫兹（Gustav Hertz，1887—1975）在研究充汞放电管的气体放电现象时，发现透过汞蒸汽的电子流随电子的能量显现出周期性的变化。他们的结论是：

(2023)弗兰克赫兹实验报告内容(一)

弗兰克赫兹实验报告内容

实验背景

•弗兰克赫兹实验是一项经典的物理实验。

•实验旨在验证玻尔原子理论中的假设。

•该实验由弗兰克和赫兹于1914年共同完成。

实验原理

•弗兰克赫兹实验利用气体的电离现象和阴极射线现象。

•实验中，通过加电压使阴极射线跨越气体，观察气体中电荷的运动情况。

•对不同电压下的实验结果进行分析，可以验证玻尔原子理论中的假设。

实验过程

•实验中使用了一个真空的金属玻璃管，管内充满与管壁垂直的气体。

•教授将管子连接在高压电源上，然后定向向气体中注入电子束，通过电荷作用，使所射电子和注入的质子结合。

•实验员通过拉动金属针脚，改变电压大小，观察获取到的电流强度的变化情况。

实验结果

•经过实验，发现当电压小于一定值时，获得的电子能量不足以激发气体分子的旋量状态，因此电流不会改变。

•当电压大于该值时，电流迅速上升，表示气体分子逐渐对电子束产生了反应。

•当电压继续增大时，电流开始下降，这是由于电子在气体分子中散射，无法继续通过金属杆。

实验结论

•弗兰克赫兹实验验证了玻尔原子理论中的假设，得到了重大的科学成果。

•该实验也为后来的原子物理实验打下了重要的基础，对物理学领域的发展做出了杰出的贡献。

实验意义

•弗兰克赫兹实验成为了现代物理学弥足珍贵的实验案例，让人们更好地认识了原子结构与性质。

•弗兰克赫兹实验的成功证明了原子结构的存在，并促进了核物理、量子力学、半导体物理等领域的发展。

•弗兰克赫兹实验的成功还启示人们，在物理实验中，通过系统的设计和合理的操作方式，可以获得重要的科学成果。

二级物理实验2-夫兰克赫兹实验

弗兰克-赫兹实验实验报告

物理实验之弗兰克-赫兹实验

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弗兰克赫兹实验原理和结论

弗兰克赫兹实验实验报告

弗兰克-赫兹实验实验报告 (2)

2.4-实验验证之二：弗兰克—赫兹实验

1925年诺贝尔物理学奖——弗兰克-赫兹实验

物理实验之弗兰克-赫兹实验

(2023)弗兰克赫兹实验报告内容(一)

弗兰克赫兹实验实验报告