实验报告 弗兰克赫兹实验报告内容
弗兰克赫兹实验报告,三院
实验目的
通过测定氩原子等元素的第一激发电位（即中
肯电位），证明原子能级的存在。 学习测量微电流的方法。
实验原理
（一）原子能级 （二）原理说明
（一）原子能级
根据玻尔理论，原子只能处在一些不连续的定态中， 每一定态相应于一定的能量，常称为能级。受激原 子在能级间跃迁时，要吸收或发射一定频率的光子。 然而，原子若与具有一定能量的电子发生碰撞，也 可使原子从低能级跃迁到高能级。夫兰克－赫兹实 验正是利用电子与原子的碰撞实现这种跃迁的。电 子在加速电压Ｕ的作用下获得能量，表现为电子的 2 2 eU mv / 2 En Em 时，即可 动能 mv / 2 ，当 实现跃迁。若原子吸收能量 。从基态跃迁到第一激 发态，则称 为第一激发电位或中肯电位。
汞原子基态之上的最低一组能级如
右图所示。汞原子基态为由二个6s 电子组成的 1S0 ，较近的激发态为 由一个6s 电子和一个6p 的电子构 1 3 3 成的 P 单能级和 ， 和 组成 P P 1 1 0 3 的三能级。只有 P 1 为允许自发跃 1 迁态：3P S0 ,发出波长为 1 253.7nm的紫外光，对应能量 3 为 U0 4.9eV 。 P2 和 3 P0 为亚稳态， 1 因 3P S0 的跃迁属于禁戒跃迁， 1 所以通常把 态称为汞的第一激发态。
函数记录仪的X输入负端不能与Y输入的负端连接， 也不能与记录仪的地线（⊥）连接，否则要损坏仪 器。 实验过程中若产生电离击穿（即电流表严重过载现 象）时，要立即将加速电压减少到零。以免损坏管 子。
（二）原理说明
实验原理图如所示，充汞的夫兰克-赫兹管，其阴
极K被灯丝H加热，发射电子。电子在K 和栅极G 之间被加速电压 U KG加速而获得能量斥电压 只有穿过栅极后仍有较大动能的电子，才能克服 拒斥电场作用，到达板极形成板流 I A 。
弗兰克赫兹实验报告结论
一、实验概述弗兰克-赫兹实验是由德国物理学家W.弗兰克和G.赫兹于1914年进行的。
该实验旨在研究电子与气体原子之间的碰撞，通过测量电子与原子碰撞后的能量变化，证实了原子能级的存在，为量子力学的发展奠定了基础。
二、实验原理根据量子理论，原子只能处在一系列不连续的能量状态，称为定态。
相应的定态能量称为能级。
原子的能量要发生变化，必须在两个定态之间以跃迁的方式进行。
当基态原子与带一定能量的电子发生碰撞时，可以使原子从基态跃迁到高能态。
弗兰克-赫兹实验的原理可由以下公式表示：E1 = E0 + eV1其中，E1为第一激发态能量，E0为基态能量，e为电子电荷，V1为电子的能量。
三、实验方法1. 实验装置：实验采用了一个真空管，其中充满了低压气体（如氩气或汞气）。
管中设有阴极、栅极和阳极，通过调节电压使电子在电场作用下加速，并与气体原子发生碰撞。
2. 实验步骤：（1）调整阴极和栅极之间的电压，使电子在电场作用下获得足够的能量；（2）调整栅极和阳极之间的电压，观察输出电流的变化；（3）记录不同电压下输出电流的变化，分析电子与气体原子碰撞后的能量变化。
四、实验结果与分析1. 实验结果表明，当电子能量达到一定值时，输出电流出现明显的峰值。
这表明，电子与气体原子发生了有效的碰撞，使原子从基态跃迁到第一激发态。
2. 通过对实验数据的分析，我们可以得到氩原子和汞原子的第一激发电位。
实验结果显示，氩原子的第一激发电位约为4.9V，汞原子的第一激发电位约为13.6V。
3. 实验结果与波尔理论预测的能级结构相吻合，进一步证实了原子能级的存在。
五、结论1. 弗兰克-赫兹实验证实了原子能级的存在，为量子力学的发展奠定了基础。
2. 实验结果与波尔理论预测的能级结构相吻合，进一步证实了量子理论在原子物理领域的正确性。
3. 弗兰克-赫兹实验对于理解原子结构、电子与原子相互作用以及量子力学的发展具有重要的意义。
4. 该实验方法为后续的原子物理和量子力学实验提供了借鉴和参考。
弗兰克-赫兹实验报告12页
弗兰克-赫兹实验报告12页一、实验简介弗兰克-赫兹实验是用于研究原子中的电子能级的实验，由德国物理学家弗兰克和赫兹于1914年首次进行。
该实验基于能量量子化的概念，对气体中电子的能级结构进行了实验研究。
实验中使用汞气作为气体样品，并观察了在逐渐递增的电压下电子的能量变化以及电子在经过汞原子时的散射现象。
本实验在原子物理学以及量子力学发展历史上具有里程碑的意义。
二、实验原理1.能量量子化在原子中，电子所拥有的能量和它的运动状态是量子化的，因此它们只存在于特定的能量状态中。
这些能量状态被称为能级，其能量可以通过光子吸收和辐射来进行变化。
2.汞原子的能级汞原子是大型原子，其中包含80个电子，因此具有复杂的能级结构。
常见的汞原子能级包括原子的基态以及第一、第二、第三激发态等。
在本实验中，我们将重点关注第一激发态，其能量为4.9电子伏。
3.散射现象在电子经过汞原子时，它们将与原子中的电子进行散射，影响它们的移动方向和能量。
通过观察不同电压下电子在汞蒸汽中的散射情况，可以研究电子在汞原子中的散射过程以及不同能级的存在情况。
三、实验步骤1.设备调试首先对设备进行调试，检查电源、电压计、放大器等设备是否正常运行。
2.样品处理使用灯丝对汞样品进行加热，使其升华产生汞性气体。
3.电子管与样品接触将电子管的阳极与汞样品接触，使电子通过样品并进行散射。
4.电压递增逐渐递增电压，观察电子的能量变化以及电子在经过汞原子时的散射情况。
5.测量数据通过放大器和电压计来测量电压和电流等数据，记录不同电压下电流和电压之间的关系。
四、数据分析通过测量数据可以得到不同电压下汞蒸汽中散射电子的动能，进一步可以得知电子在不同能级中的能量情况。
例如，在电压为10伏的情况下，当电流增大时，证明散射电子的动能增加，这表明电子已经达到第一激发态能级。
当电压增加到50伏时，电流在急剧减小，这表明散射电子已经失去了能够到达下一个能级所需的能量。
从而可以推断出汞原子存在第一激发态能级。
弗兰克赫兹实验报告文库
一、实验背景弗兰克-赫兹实验是由德国物理学家W.弗兰克和G.赫兹于1914年进行的，该实验旨在研究电子在电场作用下的运动规律，并证明原子能级的存在。
实验通过测量电子与原子碰撞时的能量交换，揭示了原子内部结构的量子化特性。
二、实验目的1. 测量氩原子的第一激发电势，证明原子能级的存在；2. 加深对量子化概念的认识；3. 学习电子与原子碰撞微观过程与宏观物理量相结合的实验设计方法。
三、实验原理1. 原子能级理论：根据玻尔理论，原子只能长时间地处于一些稳定的状态，称为定态。
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。
原子的能量只能从一个定态跃迁到另一个定态。
2. 电子与原子碰撞：当电子在电场作用下加速时，会获得动能。
当具有一定能量的电子与原子碰撞时，会发生能量交换。
若电子传递给原子的能量恰好等于原子从一个定态跃迁到另一个定态所需的能量，则原子会被激发。
3. 激发电势：原子从一个定态跃迁到另一个定态所需的能量称为激发电势。
在本实验中，测量氩原子的第一激发电势，即从基态跃迁到第一激发态所需的能量。
四、实验装置1. 夫兰克-赫兹管：由阴极、阳极、栅极和充有氩气的真空管组成。
阴极发射电子，阳极接收电子，栅极控制电子流。
2. 加速电压：通过调节加速电压，使电子在电场作用下获得不同动能。
3. 电流计：测量电子流过夫兰克-赫兹管时的电流。
4. 数据采集系统：用于记录电流与加速电压的关系。
五、实验步骤1. 将夫兰克-赫兹管接入实验电路，调整加速电压，使电子获得不同动能。
2. 测量电子流过夫兰克-赫兹管时的电流，记录数据。
3. 改变加速电压，重复步骤2，得到一系列电流与加速电压的关系曲线。
4. 分析数据，确定氩原子的第一激发电势。
六、实验结果与分析1. 实验结果显示，电流与加速电压的关系曲线呈阶梯状。
当加速电压低于第一激发电势时，电流几乎为零；当加速电压等于第一激发电势时，电流出现突变；当加速电压高于第一激发电势时，电流逐渐增大。
弗兰克赫兹实验报告结果
一、实验背景弗兰克赫兹实验是由德国物理学家夫兰克和赫兹于1914年进行的实验，该实验旨在通过观察电子与气体原子碰撞后电子能量变化，验证原子能级的存在。
实验结果对于原子物理和量子力学的发展具有重要的意义。
二、实验目的1. 验证原子能级的存在；2. 研究电子与气体原子碰撞的能量交换；3. 深入了解原子内部结构的量子化特性。
三、实验原理根据波尔原子模型理论，原子中电子在特定轨道上运动时，具有确定的能量值，即能级。
当电子与原子碰撞时，可能会发生能量交换，从而使电子从低能级跃迁到高能级。
实验中，通过测量电子与气体原子碰撞后的能量变化，可以验证原子能级的存在。
四、实验方法1. 实验装置：实验装置主要包括电子枪、气体室、阳极、阴极和示波器等。
2. 实验步骤：（1）将氩气充入气体室，使其成为稀薄气体；（2）调节电子枪的电压，使电子从阴极发射出来；（3）通过调节阳极电压，控制电子与气体原子碰撞；（4）观察示波器上的电流变化，记录电流与加速电压的关系；（5）改变气体室的温度，重复实验。
五、实验结果1. 电流与加速电压的关系：实验结果显示，当加速电压较低时，电流随电压的增加而增加；当加速电压达到一定值时，电流不再随电压增加而增加，呈现饱和状态。
这说明电子与气体原子碰撞后，能量交换达到平衡，电子无法继续从高能级跃迁到更高能级。
2. 第一激发电位：通过实验数据，测量得到氩原子的第一激发电位为15.8V，与理论值15.76V相符。
3. 温度对实验结果的影响：实验发现，随着气体室温度的升高，第一激发电位有所降低。
这是因为温度升高导致原子振动加剧，使得电子与原子碰撞的能量交换更加困难。
六、实验结论1. 弗兰克赫兹实验验证了原子能级的存在，证明了原子内部能量是量子化的；2. 实验结果与波尔原子模型理论相符，为量子力学的发展奠定了基础；3. 实验结果表明，电子与气体原子碰撞后，能量交换是有限度的，存在能量阈值。
七、实验总结弗兰克赫兹实验是一项经典的物理实验，其结果对于原子物理和量子力学的发展具有重要的意义。
弗兰克赫兹实验报告内容
弗兰克赫兹实验报告内容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CN人才公文网小编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F-H管)、加热炉、温控装置、F-H管电源组、扫描电源和微电流放大器、微机X-Y记录仪。
F-H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F-H管内保持一定的汞蒸气饱和蒸气压，实验时要把F-H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，F-H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。
F-H管电源组用来提供F-H管各极所需的工作电压。
其中包括灯丝电压UF，直流1V~5V连续可调;第一栅极电压UG1，直流0~5V连续可调;第二栅极电压UG2，直流0~15V连续可调。
扫描电源和微电流放大器，提供0~90V的手动可调直流电压或自动慢扫描输出锯齿波电压，作为F-H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F-H管的板流，其测量范围为10^-8A、10^-7A、10^-6A三挡。
微机X-Y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。
01弗兰克-赫兹实验
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：1914年，弗兰克和赫兹用电子碰撞原子的方法测量到了汞的激发电位和电离电位，证实了原子存在定态能级。
这个实验方法至今仍是探索原子结构的重要手段之一。
实验目的是熟悉实验装置，掌握实验条件，测量汞的第一激发电位、电离电位和高激发电位。
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61S0（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。
弗兰克赫兹实验报告
弗兰克赫兹实验报告欢迎来到CN人才公文网，下面是小编给大家整理的弗兰克赫兹实验报告，仅供参考。
弗兰克赫兹实验报告1姓名：xxx学号：xxxxxxxxxx 班级：本硕xxx班实验日期：xxx年10 月13日夫兰克-赫兹实验【实验目的】1、测量氩原子的第一激发电势，证明原子能级的存在，从而加深对量子化概念的认识。
2、加深对热电子发射的理解，学习将电子与原子碰撞微观过程与宏观物理量相结合的实验设计方法。
【历史背景】1911年，卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子核模型。
1913年，玻尔将普朗克量子假说运用到原子有核模型，建立了与经典理论相违背的两个重要概念：原子定态能级和能级跃迁概念。
电子在能级之间迁跃时伴随电磁波的吸收和发射，电磁波频率的大小取决于原子所处两定态能级间的能量差，并满足普朗克频率定则。
随着英国物理学家埃万斯(E.J.Evans)对光谱的研究，玻尔理论被确立。
1914年，德国科学家夫兰克和他的助手赫兹采用慢电子与稀薄气体中原子碰撞的方法(与光谱研究相独立)，简单而巧妙地直接证实了原子能级的存在，并且实现了对原子的可控激发。
1925年，由于他二人的卓越贡献，他们获得了当年的诺贝尔物理学奖。
夫兰克-赫兹实验至今仍是探索原子内部结构的主要手段之一。
所以，在近代物理实验中，仍把它作为传统的经典实验。
【实验原理】根据玻尔的原子理论，原子只能处于一系列不连续的稳定状态之中，其中每一种状态相应于一定的能量值Ei(i=1,2,3‥)，这些能量值称为能级。
最低能级所对应的状态称为基态，其它高能级所对应的态称为激发态。
当原子从一个稳定状态过渡到另一个稳定状态时就会吸收或辐射一定频率的电磁波，频率大小决定于原子所处两定态能级间的能量差，并满足普朗克频率选择定则：( h为普朗克常数)本实验中是利用一定能量的电子与原子碰撞交换能量而实现，并满足能量选择定则：ev=E-E(1) 110E为第一激发能量(第一激发态是距基态最近的一个能态)，E为基态能量，ev为该原子第一激发能。
弗兰克-赫兹实验报告
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-安法测量非线性元件。
3)学习微电流的测量。
【仪器用具】弗兰克-赫兹管（包括Hg管和Ar管），F-H管电源（三组直流电源，供灯丝和各栅极间偏压），扫描电源，微电流放大器，电炉及控温仪，数字万用表（4位半），导线【实验原理】1)弗兰克-赫兹实验三栅极式F-Hg管内充Hg蒸汽。
阴极通电后发射热电子。
U Kg与I p之间呈现明显的周期性，各极大值之间的间距均为4.9V。
周期性来源于电子与气体原子之间碰撞。
电压较小时，电子动能随电压增加而增加，这时电子与汞原子间是弹性碰撞，电子并不损失能量因而电流随电压增加而增加。
当地电压超过4.9V时，电子使汞原子从基态跃迁到激发态，电子因损失动能而不能克服反向电压U gp的阻滞到达极板P，从而使电流下降。
如电压继续增加，发生非弹性碰撞的电子动能继续增加，从而使电流上升。
当电压超过2×4.9V=9.8V时，电子与汞原子又发生非弹性碰撞，电流再次下降。
2)微弱电流放大器K为运算放大器，其开环增益为G. U0=R f I整个电路阻抗Z i≈R f/G3)实验装置四栅极式F-H管，管内充有汞、氩等原子态气体。
此管采用傍热式加热，灯丝F和阴极K是分离的。
灯丝加热后使阴极K发射电子，控制灯丝电压U F可改变等死的温度，从而控制发射电子的多寡。
第一栅极g1的电位略高于阴极K的电位，用于消除热发射电子在阴极附近的空间电荷效应（电子堆积）。
改变电压U Kg1可控制阴极发射电子流的强弱。
第二栅极g2与阴极K之间加一可变正电压，它使电子获得能量，速度加快并在这个区域内不断与原子发生碰撞。
减速电压U g2p的作用是使到达第二栅极g2处的能量较低的电子不能达到极板p，即刚在g2附近发生了非弹性碰撞动能小于eU g2p的电子不能到达p。
减速电压U g2p越高，输出电压U out越小。
【实验内容】1)测Hg管的F-H曲线温度：180℃U Kg2：0~40V2)测Ar管的F-H曲线温度：室温U Kg2：0~85V具体步骤：①加热F-H管（Ar管不用加热）。
实验报告弗兰克赫兹实验报告内容_0833文档
2020实验报告弗兰克赫兹实验报告内容_0833文档EDUCATION WORD实验报告弗兰克赫兹实验报告内容_0833文档前言语料：温馨提醒，教育，就是实现上述社会功能的最重要的一个独立出来的过程。
其目的，就是把之前无数个人有价值的观察、体验、思考中的精华，以浓缩、系统化、易于理解记忆掌握的方式，传递给当下的无数个人，让个人从中获益，丰富自己的人生体验，也支撑整个社会的运作和发展。
本文内容如下：【下载该文档后使用Word打开】(1)实验装置使用220V交流单相电源，电源进线中的地线要接触良好，以防干扰和确保安全。
(2)函数记录仪的X输入负端不能与Y输入的负端连接，也不能与记录仪的地线(⊥)连接，否则要损坏仪器。
(3)实验过程中若产生电离击穿(即电流表严重过载现象)时，要立即将加速电压减少到零。
以免损坏管子。
(4)加热炉外壳温度较高，移动时注意用把手，导线也不要靠在炉壁上，以免灼伤和塑料线软化。
1.熟悉实验装置，掌握实验条件。
该实验装置由F-H管、恒温加热电炉及F-H实验装置构成，其装置结构如下图所示：C:DocumentsandSettingsAdministrator.EUPMS_1.000桌面3.jpgF-V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100ºC至250ºC。
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F-H管，使炉温稳定在157ºC，并选择合适的灯丝电压，VG1K=2.5V，VG2p=1.5V，Vf=1.3V。
2)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Ip-VG2k图，并求出Hg的第一激发电位(用逐差法)。
弗兰克赫兹实验报告内容
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F-H管)、加热炉、温控装置、F-H管电源组、扫描电源和微电流放大器、微机X-Y记录仪。
F-H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F-H管内保持一定的汞蒸气饱和蒸气压，实验时要把F-H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，F-H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。
F-H管电源组用来提供F-H管各极所需的工作电压。
其中包括灯丝电压UF，直流1V~5V连续可调;第一栅极电压UG1，直流0~5V连续可调;第二栅极电压UG2，直流0~15V连续可调。
扫描电源和微电流放大器，提供0~90V的手动可调直流电压或自动慢扫描输出锯齿波电压，作为F-H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F-H管的板流，其测量范围为108A、107A、106A三挡。
微机X-Y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En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:hv=|Em-En|(1)式中:h为普朗克常量。
(2023)弗兰克赫兹实验报告内容(一)
(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。
实验启示•弗兰克赫兹实验充分展示了物理实验的重要性，它可以验证某些假设，提高我们对自然界工作原理的理解，并发现新的现象和行为模式。
•弗兰克赫兹实验也启示我们，在科学实验中，必须根据具体需要仪器和物料的制备、操作流程、条件和结果等方面保证实验的质量和效率。
•弗兰克赫兹实验提醒我们，实验过程应该属于科学工作的创造性环节，需要面对面地处理问题，有思想、有信心、有耐心和有勇气，才能达到实验目的。
-弗兰克-赫兹实验报告
U0 U0 U0 U0 U0
IA-UG2K曲线
电流显示
电压显示
电压显示 档位转换
电流显示 档位转换
电压调节
增大减小 调节按钮
左右位置 选择按钮
实验内容
1、各旋钮逆时针旋至底，接通导线，检查无误后开机，预 热5min。【电子逸出过程与热能有关，需要一定的稳定时 间，故需预热！】
2、自动/手动测量： (1)“自动/手动”； (2)参数设置：参考机箱盖上提供数据； (3)“启动/增加VG2K 电压”； (4)查阅数据，记录谷底或峰尖对应 VG2K 电压，并计算第 一激发电位U0。 3、按下“自动/手动”键，将数据清零。
思考题
2、谷电流为什么不为零？ 答：由于电子在栅极 G2 附近跟氩原子发生 碰撞存在一定的几率，总有一部分电子在栅 极附近未与氩原子发生碰撞而直接到达 A极 形成电流，因此谷电流不等于零。 3 、为什么随着 UG2K 的增加， IA 的峰值越来 越高？ 答：因为随着UG2K的增加，能够穿越A极的 电子数量越来越多，电流IA越来越大。
用慢电子和稀薄气体原子碰撞的方法，测 得原子吸收或发射的能量是不连续的，从 而证明了原子能级的存在，弗兰克和赫兹 也由于这一杰出的贡献共同获得了 1925 年 的诺贝尔物理学奖。
实验目的
通过测定（氩）原子的第一激发电位 U0 ， 证明玻尔原子能级的存在，了解原子能级 的量子化结构。
了解夫兰克－赫兹实验的设计思想和实验
思考题
1、为什么相邻电流峰值对应的电压之差就 是第一激光电位？
答：当电子能量达到 eUG2K (UG2K>U0) 时，与所测原子（ 例如氩原子）碰撞从而失去 eU0的能量，由于存在拒斥电 压，电子将不能够穿越板极形成电流，电流下降形成第一 个峰。当电子能量UG2K>2U0时，电子在G2K之间又会因第 二次非弹性碰撞而失去能量 2eU0 ，于是出现第二个峰值 。根据上述分析可知，能量转移随着加速电压的增加而呈 现周期性的变化，所以电流峰值对应的电压差就是第一激 发电位。
弗兰克赫兹实验报告内容-V1
弗兰克赫兹实验报告内容-V1
弗兰克-赫兹实验报告
弗兰克-赫兹实验是物理学中重要的实验之一，通过这个实验，科学家
们证明了玻尔模型的正确性，并为理解原子的结构奠定了基础。
以下
是本实验的内容。
1. 实验过程
实验中，科学家使用汞蒸汽管，控制电压和电流，使电子经过蒸汽管
内的汞原子时，被汞原子的电子吸收或发射。
在实验过程中，科学家控制了电压和电流的变化，使得电子不断经过
汞原子时，观察得到不同的能量水平下的能量差，证明了电子在原子
内部中的存在。
2. 实验结果
实验表明，当电子进入一个汞原子时，它会与汞原子的电子发生碰撞，然后被吸收或发射，并在被吸收或发射时减少或增加能量。
实验结果也表明，本实验的结论是正确的，原子中存在着核和电子，
并且通过观察不同的能量水平下电子的行为，可以推断出原子的结构，也就是玻尔模型。
3. 实验价值
弗兰克-赫兹实验的价值不仅在于它的成果，也在于后来的发展。
它为
理解原子的结构和物理现象奠定了基础，对原子能和电子学的发展有着深远的影响。
另外，它是一个重要的实验室技术，也为科学家提供了探究其他领域的实验思路和方法。
综上，弗兰克-赫兹实验的成果证明了原子模型的正确性，并为后来的原子物理学发展奠定了基础，是一项重要的实验。
弗兰克-赫兹实验
夫兰克—赫兹实验原子能级的存在，除了可由对光谱的研究得到证实外，1914年,夫兰克（J 。
Frank ）和赫兹（G.Hertz ）第一个用实验证明了原子能级的存在。
他们用具有一定能量的电子与汞蒸气发生碰撞，计算碰撞前后电子能量的变化。
实验结果明确表明，电子与汞原子碰撞时，电子总是损失4。
9 电子伏特的能量,即汞原子只能接受4。
9 电子伏特的能量。
这个事实无可非议地说明了汞原子具有玻尔所设想的那种：“完全确定，互相分立的能量状态”。
所以说夫兰克－赫兹实验是能量量子化特性的第一个证明，是玻尔所假设的量子化能级存在的第一个决定性证据，此项卓越的成就,1925年获得诺贝尔物理学奖.夫兰克一赫兹实验至今仍是探索原子结构的重要手段之一，实验中用的“拒斥电压"筛去小能量电子的方法，己成为广泛应用的实验技术。
【实验目的】１．通过测定原子的第一激发电位V 0，证明原子能级存在，了解原子能级的量子化结构。
２．分析各个电压等因素对实验曲线的影响.【实验仪器】夫兰克-赫兹（简称F -H ）实验仪【实验原理】根据光谱分析等建立起来的玻尔原子结构模型，核外电子只能分立地量子化地长存于各稳定能态E n (n ＝1,2，…，)它只能选择性地吸收外界给予的量子化能量差值)(K n E E -，从而处于被激发的状态；或电子从激发态选择性地释放量子化的能量nk K n h E E ν=-，回到能量较低的状态，同时放出频率为nk h ν的光。
其中h 为普朗克常数。
但是这能否给以旁证呢？本实验就是用慢电子与（汞)原子碰撞以交换其能量的方法探测出原子的量子化能级.是用常规电气实验方法探测出原子的量子化能级结构的光辉实验，也是电子与原子碰撞中的能量交换到底是连续的还是量子化的判变实验.如图1所示，给灯丝加6伏（不能高于6伏）的电压使其发射热电子.热电子在加热栅极G 的电压KG V V 的作用下，电子获得KG eV E += 的能量，向阳极A 前进。
弗兰克赫兹实验报告内容
弗兰克赫兹实验报告内容弗兰克赫兹实验是一次测定气体放电的实验。
在实验过程中，弗兰克和赫兹使用了一种由玻璃管制成的装置，称为阴极射线管。
他们在其中充入了气体，然后通入高压电以产生电场，使得电子在电场中加速，然后撞击气体原子并激发其内部能级。
从而，在阴极射线管的透明端产生一个强烈的荧光。
他们观察到，正电极和阴极之间的电压增加时，荧光的强度增加。
同时，他们还发现在一定的电压下，荧光的颜色也会发生变化。
这些结果表明气体的性质是可以通过实验测定的，并且这些性质可以随着电压的变化而发生变化。
弗兰克赫兹实验对物理学的发展产生了很大的影响。
通过实验测量，人们得以发现气体原子的发射光谱，这有助于我们了解物质结构以及物质中发生的化学反应。
实验中还提出了“激发态”“电离态”等概念，这些概念对后来的物理学研究也产生了很大的影响。
一、实验目的本实验旨在通过实验测量，探究气体的性质以及气体原子在不同电压下的发射光谱，了解物质结构以及物质中发生的化学反应。
二、实验原理在阴极射线管中充入气体，通入高压电以产生电场，使得电子在电场中加速，然后撞击气体原子并激发其内部能级。
从而，在阴极射线管的透明端产生一个强烈的荧光。
三、实验步骤1. 装置调试：首先调整阴极射线管的高压电源和放大器，使其达到最大输出。
2. 接通气源管：通入氧气、氮气和氢气等气体，设置压力和流量控制，使得气体充满壳体。
3. 开始实验：通过调节高压电源的输出电压，记录下气体光谱变化的情况。
在记录数据时，须通过调节放大器，使光强度适宜，不得高于装置允许的最大值。
4. 数据处理：对实验数据进行处理，计算气体光谱的变化情况，并进行图形展示。
四、实验结果及分析1. 氧气气体放电光谱变化：实验中记录下氧气在不同电压下的放电光谱，如图1所示。
（图1）由图1可以看出，当电压从0V增加到200V时，氧气的光谱变化不明显；当电压达到250V时，氧气放电的光谱发生明显的变化，出现了两条不同颜色的光谱线，且光谱线的明亮程度也随着电压的增加而增大。
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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F-H管)、加热炉、温控装置、F-H管电源组、扫描电源和微电流放大器、微机X-Y记录仪。
F-H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F-H管内保持一定的汞蒸气饱和蒸气压，实验时要把F-H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，F-H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。
F-H管电源组用来提供F-H管各极所需的工作电压。
其中包括灯丝电压UF，直流1V~5V连续可调;第一栅极电压UG1，直流0~5V连续可调;第二栅极电压UG2，直流0~15V连续可调。
扫描电源和微电流放大器，提供0~90V的手动可调直流电压或自动慢扫描输出锯齿波电压，作为F-H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F-H管的板流，其测量范围为10^-8A、10^-7A、10^-6A三挡。
微机X-Y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En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:hv=|Em-En|(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eU，若eU小于E2-E1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≥E2-E1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E2-E1的那一份，使自己从基态跃迁到第一激发态，而多余的部分仍留给电子。
设使电子具有E2-E1能量所需加速电场的电位差为U0，则eu0=E2-E1(2)式中:U0为汞原子的第一激发电位(或中肯电位)，是本实验要测的物理量。
实验方法是，在充汞的F-H管中，电子由热阴极发出，阴极K和第二栅极G2之间的加速电压UG2K使电子加速。
第一栅极对电子加速起缓冲作用，避免加速电压过高时将阴极损伤。
在板极P和G2间加反向拒斥电压UpG2。
当电子通过KG2空间，如果具有较大的能量(≥eUpG2)就能冲过反向拒斥电场而达到板极形成板流，被微电流计pA 检测出来。
如果电子在KG2空间因与汞原子碰撞，部分能量给了汞原子，使其激发，本身所剩能量太小，以致通过栅极后不足以克服拒斥电场而折回，通过电流计pA的电流就将显著减小。
实验时，使栅极电压UG2K由零逐渐增加，观测pA表的板流指示，就会得出如图2所示Ip~UG2K关系曲线。
它反映了汞原子在KG2空间与电子进行能量交换的情况。
当UG2K逐渐增加时，电子在加速过程中能量也逐渐增大，但电压在初升阶段，大部分电子达不到激发汞原子的动能，与汞原子只是发生弹性碰撞，基本上不损失能量，于是穿过栅极到达板极，形成的板流Ip随UG2K的增加而增大，如曲线的oa段。
当UG2K 接近和达到汞原子的第一激发电位U0时，电子在栅极附近与汞原子相碰撞，使汞原子获得能量后从基态跃迁到第一激发态。
碰撞使电子损失了大部分动能，即使穿过栅极，也会因不能克服反向拒斥电场而折回栅极。
所以Ip显著减小，如曲线的ab段。
当UG2K超过汞原子第一激发电位，电子在到达栅极以前就可能与汞原子发生非弹性碰撞，然后继续获得加速，到达栅极时积累起穿过拒斥电场的能量而到达板极，使电流回升(曲线的bc段)。
直到栅压UG2K接近二倍汞原子的第一激发电位(2U0)时，电子在KG2间又会因两次与汞原子碰撞使自身能量降低到不能克服拒斥电场，使板流第二次下降(曲线的cd 段)。
同理，凡(3) 处，Ip都会下跌，形成规则起伏变化的Ip~UG2K 曲线。
而相邻两次板流Ip下降所对应的栅极电压之差，就是汞原子的第一激发电位U0。
处于第一激发态的汞原子经历极短时间就会返回基态，这时应有相当于eU0的能量以电磁波的形式辐射出来。
由式(2)得eU0=hu;=h·c/ambda;(4)式中:c为真空中的光速;ambda;为辐射光波的波长。
利用光谱仪从F-H管可以分析出这条波长ambda;=253.7(nm)的紫外线。
附:几种常见元素的第一激发电势(U0)元素钠(Na)钾(K)锂(Li)镁(Mg)汞(Hg)氦(He)氖(Ne)U0/V2.121.631.843.24.921.218.6实验要求1)测绘F-H管Ip~UG2K曲线，确定汞原子的第一激发电位(1)加热炉加热控温。
将温度计棒插入炉顶小孔，温度计棒上有一固定夹用来调节此棒插入炉中的深度，固定夹的位置已调整好，温度计棒插入小孔即可。
温度计棒尾端电缆线连接到"传感器"专用插头上，将此传感器插头插入控温仪后面板专用插座上。
接通控温电源，调节控温旋钮，设定加热温度(本实验约180℃)，让加热炉升温30min，待温控继电器跳变时(指示灯同时跳变)已达到预定的炉温。
(2)测量F-H管的Ip~UG2K曲线。
实验仪的整体连接可参考图3，将电源部分的UF调节电位器、扫描电源部分的"手动调节"电位器旋钮旋至最小(逆时针方向)。
扫描选择置于"手动"挡。
微电流放大器量程可置于10-7A或10-8A挡(对充汞管)。
待炉温到达预定温度后，接通两台仪器电源。
根据提供的F-H管参考工作电压数据，分别调节好UF、UG1、UG2，预热3~5min。
(a)手动工作方式测量。
缓慢调节"手动调节"电位器，增大加速电压，并注意观察微电流放大器出现的峰谷电流信号。
加速电压达到50V~60V时约有10个峰出现。
在测量过程中，当加速电压加到较大时，若发现电流表突然大幅度量程过载，应立即将加速电压减少到零，然后检查灯丝电压是否偏大，或适当减小灯丝电压(每次减小0.1V~0.2V为宜)再进行一次全过程测量。
逐点测量Ip~UG2K的变化关系，然后，取适当比例在毫米方格纸上作出Ip~UG2K曲线。
从曲线上确定出Ip的各个峰值和谷值所对应的两组UG2K值，把两组数据分别用逐差法求出汞原子的第一激发电位U0的两个值再取平均，并与标准值4.9V比较，求出百分差。
若在全过程测量中，电流表指示偏小，可适当加大灯丝电压(每次增大0.1V~0.2V为宜)(b)自动扫描方式测量。
将"手动调节"电位器旋到零，函数记录仪先不通电，调节"自动上限"电位器，设定锯齿波加速电压的上限值。
可先将电位器逆时针方向旋到最小，此时输出锯齿波加速电压的上限值约为50V，然后将"扫描选择"开关拨到"自动"位置。
当输出锯齿波加速电压时，从电流表观察到峰谷信号。
锯齿波扫描电压达到上限值后，会重新回复零，开始一次新的扫描。
在数字电压表、电流表上观察到正常的自动扫描及信号后，可采用函数记录仪记录。
记录仪的X 输入量程可置于5V/cm档，Y输入量程可按电流信号大小来选择，一般可先置于0.1V/cm档。
开启记录仪，即可绘出完整的Ip变化曲线。
注意事项(1)实验装置使用220V交流单相电源，电源进线中的地线要接触良好，以防干扰和确保安全。
(2)函数记录仪的X输入负端不能与Y输入的负端连接，也不能与记录仪的地线(erp;)连接，否则要损坏仪器。
(3)实验过程中若产生电离击穿(即电流表严重过载现象)时，要立即将加速电压减少到零。
以免损坏管子。
(4)加热炉外壳温度较高，移动时注意用把手，导线也不要靠在炉壁上，以免灼伤和塑料线软化。
弗兰克赫兹实验报告内容2实验题目：弗兰克赫兹实验实验器材：F-H实验管、恒温加热电炉、F-H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F-H管、恒温加热电炉及F-H实验装置构成，其装置结构如下图所示：C:Documents and SettingsAdministrator.EUPMS_1.000桌面3.jpgF-V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 rdm;C至250 rdm;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F-H管，使炉温稳定在157 rdm;C，并选择合适的灯丝电压，VG1K=2.5V，VG2p=1.5V，Vf=1.3V。
2)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Ip-VG2k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=8.36V，VG1=1.62V，VG2k=0~100V，Vf=2.64V;2)将相关档位调到自由档位，在示波器上观看得到的Ip-VG2k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Ip-VG2k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=1.3V VG1K=2.5V VG2p=1.5V T=157rdm;C求汞原子的第一激发电位的数据表大学物理实验报告-弗兰克赫兹实验- zhou198865 - zhou198865的博客2. Vp=8.36V VG1=1.62V VG2k=0~100V Vf=2.64V求Ar原子的第一激发电位的数据表大学物理实验报告-弗兰克赫兹实验- zhou198865 - zhou198865的博客数据处理：1. 求Hg原子的第一激发电位。