弗兰克赫兹实验30页PPT
弗兰克赫兹实验
实
验
目
的
本实验通过对氩原子第一激发电位的测量， 1.本实验通过对氩原子第一激发电位的测量，了解弗 兰克和赫兹研究原子内部能量量子化的基本思想和方 法； 了解电子与原子碰撞和能量交换过程的微观图像， 2 . 了解电子与原子碰撞和能量交换过程的微观图像 ， 以及影响这个过程的主要物理因素． 以及影响这个过程的主要物理因素．
实
验
仪
器
夫兰克-赫兹（简称F H 实验仪， 夫兰克-赫兹（简称F—H）实验仪， F—H 加热炉，DM nA2 微电流测量仪， H 加热炉，DM—nA2 微电流测量仪， 温度控制器，电流线和屏蔽线。 温度控制器，电流线和屏蔽线。
实验原理
根据光谱分析等建立起来的玻尔原子结构模型， 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 (n＝ 态En (n＝1，2，…，)它只能选择性地吸收外 ， 界给予的量子化能量差值(En Ek)， (En界给予的量子化能量差值(En- Ek)，从而处于 被激发的状态； 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En-Ek =hγnk，回到能量较低的 量子化的能量En=hγnk， En 状态，同时放出频率为hγnk 的光。其中h 状态，同时放出频率为hγnk 的光。其中h为 普朗克常数。 普朗克常数。
Vn +1 − Vn = V0
1 k
k
V0 =
∑
V
n =1
n +1
− V
（2）
n
式中V0为一恒定值，它就是(汞)原子的第一电位。所以V0 恒定就表明电子是与原子作多次碰撞后多次损失同 式中V0为一恒定值，它就是( 原子的第一电位。所以V0 V0为一恒定值 一能量的结果。 一能量的结果。 由于K 与栅极G 间存在着接触电位差， 由于K 与栅极G 间存在着接触电位差，所以 V1≠V0V1≠V0-VKG （3） 故应按（ 式和（ 式求V0的值。 V0的值 故应按（1）式和（2）式求V0的值。
弗兰克-赫兹
学生姓名：王培升学号：5502211065 专业班级：应用物理111班班级编号：S008__ 实验时间：14 时00 分第十二周星期二座位号：教师编号：成绩：夫兰克-赫兹实验实验目的：∙了解原子能量量子化，测定汞或氩原子的第一激发电势；∙了解集成运算放大器的基本单元电路原理；∙利用运算放大器的放大作用，组成测量电路进行弱电流测量。
实验原理：∙弗兰克-赫兹实验根据量子理论，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式中，为第一激发态能量（第一激发态是距基态最近的一个能态），为基态能量，为该原子第一激发能。
Figure 1: 弗兰克-赫兹实验的原理弗兰克-赫兹实验的原理可由图1来说明。
电子由阴极发出经由电压形成的电场加速而趋向板极，只要电子能量足以克服减速电压形成的电场时，就能穿过栅极到达板极形成电流。
由于管中充有气体原子，电子前进的途中要与原子发生碰撞。
如果电子能量小第一激发能，它们之间的碰撞是弹性的，根据弹性碰撞前后系统动量和动能守恒原理不难推得，电子损失的能量极小，电子能如期的到达板极，形成电流，学生姓名：王培升学号：5502211065 专业班级：应用物理111班班级编号：S008__实验时间：14 时00 分第十二周星期二座位号：教师编号：成绩：将随着的增大而增大。
但当电子能量达到时，电子与原子将在附近发生第一次非弹性碰撞，电子把能量传给气体原子。
碰撞后电子失去动能，损失了能量的电子将无法克服减速场到达板极造成了电流Ip的第一次下降。
若使继需增大，电子在经历了第一次非弹性碰撞后，仍有剩余动能到达板极，电流又会上升，直到达到两倍的时，使电子与原子发生两次非弹性碰撞，电流又再度下跌，余可类推。
如此反复将出现图2的曲线。
图2: 弗兰克-赫兹实验曲线∙集成运算放大器集成运算放大器是一种能够检测和放大支流与交流信号的固体器件。
夫兰克赫兹实验PPT课件
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夫兰克—赫兹管的构造原理如图1所示。
在夫兰克-赫兹管中充待测气体，灯丝电源Vf给灯丝和 阴极K加热，电子由热阴极K发出，阴极K和第一栅极G1 之间的加正电压，其作是消除电子在阴极附近的堆积效 应，起到控制电子流大小的作用。第二栅极的加速电压 使电子加速，在阳极P和栅极G之间加有反向拒斥电压。
交换 态能量，
子的 那么
基态能量 当该气体
、原E子2代接表受
从电子传递来的能量恰好为
eU0=E2-E1 时，气体原子就会从基态跃迁到第一激发态。而 相 (或应称的中电肯势电差势U)。0称测为定该出气这体个元电素势的差第U一0，激就发可电以势 根据上式求出基态和第一激发态之间的能量差了。
hn = Em-En 式中h为普朗克常数,其公认值为：h=6.63×10-34 J·S
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为了使原子从低能级向高能级跃迁，可 以通过让具有一定能量的电子与原子相碰撞进行 能量交换的办法来实现。
设初速度为零的电子在电势差为U。的加速电
场作用下，获得能量eU。当具有这种能量的电
子与稀薄气体的原子发生碰撞时，就会发生能量
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管内空间电势分布 如图2所示。
当电子通过空间进入空间时，如果有较大的能量 (≥eUP-UG2)，就能冲过反向拒斥电场而到达阳极形成 阳极电流IP，为微电流计检出。如果电子在空间与待测 气体原子碰撞，把自己一部分能量给了待测气体原子 而使后者激发的话，电子本身所剩余的能量就很小， 以至通过第二栅极后已不足以克服拒斥电场而被折回 到第二栅极。这时，通过电流计的电流就将显著减小。
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如果第二栅极电压继续增加， 电子的能量又随之增加，在与 气体原子相碰撞后还留下足够 的能量，可以克服反向拒斥电 场而达到阳极P，这时电流又 开始上升。直到电子的能量
弗兰克-赫兹实验
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PPT展示
谢谢观看！
再见
28.0
20.4 32.8 38.0 39.5 18.0 44.9 25.8 50.4 37.9 55.5 50.0
28.5
10.0 33.5 20.6 39.9 18.2 45.0 24.0 50.5 37.8 55.8 50.0
28.9
6.1 34.0 11.8 40.0 18.0 45.2 24.8 50.6 38.0 56.0 49.4
29.0
5.8 34.4 11.8 40.5 29.0 45.5 24.8 51.0 43.0 56.1 50.2
29.1
6.8 34.5 10.0 41.0 39.8 46.0 41.2 51.5 54.0 56.5 59.0
29.5
9.0 34.6 11.8 41.5 50.0 46.5 52.0 52.0 66.0 57.0 61.0
实验曲线的物理分析
对于第一个问题,弗兰克赫兹管 设置了第一栅极,通过第一栅极电压 的作用,来改善这一状况
控制栅G1 加速栅G2 板极 P 灯丝F 阴极 K
弗兰克赫兹管
实验曲线的物理分析
实验结论
1 峰点连线 从数学角度看,极板电流与加速电压关系曲线的峰 点连线是一条直线。进一步的分析研究证实,该直线既 不依赖于灯丝电压的变化,也不依赖于拒斥电压的变化, 应该是某种固有性质的表现。考虑到该直线的斜率具 有电导的量纲,且在误差范围内该直线经过坐标原点。 所以,该直线斜率代表的是弗兰克赫兹管的临界电导 (即临界状态下的电导).
实验曲线Байду номын сангаас物理分析
2 谷底高度 曲线的谷底均不在横坐标轴上,而具有一定的高度. 这一特征表明,即使是在热电子与气体原子发生碰撞损失 能量的高峰期,极板电流也不为0.此时,极板电流由那些没 有因碰撞而损失能量的热电子的贡献所致,称之为谷底电 流。从实验结果来看,有以下特点: 1)第一个谷底为电子不发生一次碰撞的概率,第二个谷 底为电子不发生一次碰撞的概率与发生一次碰撞但不发生 二次碰撞的概率之和,以此类推; 2)前三个谷底均较为偏低,反映出热电子在与气体原子 发生碰撞损失能量的过程中,发生1~3次连续碰撞的概率最 大,之后越来越小.
弗兰克-赫兹实验
弗兰克-赫兹实验夫兰克－赫兹实验1913年，丹麦物理学家玻尔（N．Bohr）提出了⼀个氢原⼦模型，并指出原⼦存在能级。
该模型在预⾔氢光谱的观察中取得了显著的成功。
根据玻尔的原⼦理论，原⼦光谱中的每根谱线表⽰原⼦从某⼀个较⾼能态向另⼀个较低能态跃迁时的辐射。
1914年，德国物理学家夫兰克（J．Franck）和赫兹（G. Hertz）对勒纳⽤来测量电离电位的实验装置作了改进，他们同样采取慢电⼦（⼏个到⼏⼗个电⼦伏特）与单元素⽓体原⼦碰撞的办法，但着重观察碰撞后电⼦发⽣什么变化（勒纳则观察碰撞后离⼦流的情况）。
通过实验测量，电⼦和原⼦碰撞时会交换某⼀定值的能量，且可以使原⼦从低能级激发到⾼能级。
直接证明了原⼦发⽣跃变时吸收和发射的能量是分⽴的、不连续的，证明了原⼦能级的存在，从⽽证明了玻尔理论的正确。
由⽽获得了1925年诺贝尔物理学奖⾦。
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。
（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【实验原理】1．关于激发电位：玻尔提出的原⼦理论指出：（1）原⼦只能较长地停留在⼀些稳定状态（简称为定态）。
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另⼀个定态⽽发射或吸收辐射时，辐射频率是⼀定的。
如果⽤Em和En分别代表有关两定态的能量的话，辐射的频率ν决定于如下关系：hν＝Em －En （1－2－1）式中，普朗克常数 h = 6．63 ×10-34 J·sec为了使原⼦从低能级向⾼能级跃迁，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的办法来实现。
夫兰克赫兹实验的的结果图像分析-PPT文档资料
2019-6
0519095 王凯琳
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实验内容
调节各参数电压UF、UG1K、UG2P的值，扫 描电压UKG的变化范围约为0-90V，重复 扫描并记录对应的I-U曲线。 比较不同参数条件下不同曲线的形状差异， 分析差异产生的可能原因。 挑选峰多且排列紧密，峰谷比较大的最理 想的一条曲线，计算汞原子的第一激发电 位值。
2019-6
0519095 王凯琳
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实验内容
不同的UF值
2019-60519095 Nhomakorabea凯琳6
实验内容
不同的UG1K值
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0519095 王凯琳
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实验内容
不同的UG2P值
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0519095 王凯琳
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实验内容
挑选C-3号曲线计算
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图名：峰值电压与峰序数n关系 拟合结果： Equation: y = A + B*x R^2 = 0.99985 A = -1.66667 ± 0.1992 B = 5.04167 ± 0.0237
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0519095 王凯琳
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Thank You！
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0519095 王凯琳
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汞原子第一激发电位 实验结果： （5.04±0.02）V 理论值： 4.9 V
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n
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实验小结
通过这一实验，可以了解夫兰克和赫兹 研究气体放电现象中低能电子与原子间相互 作用的实验思想和方法，在误差允许的范围 内测得了汞原子第一激发电位值，并且着重 分析了不同的各电压参数对实验图像所造成 的影响，比较清晰的理解了电子在夫兰克赫兹管中的整个运动过程。
弗兰克赫兹实验理论概述共35页
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
弗兰克赫兹实验理论概述 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
弗兰克赫兹FranckHertz实验
F:电子发射丝
电子加速。
K:阴极
G1:控制栅极
UG
G2:加速栅极
在收集极R和加速栅极 G2之间设置减速电压UR。
2R0:19收/9/集17 极
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K G1
G2 R
Dr. Prof. W.N.Pang
X 17
17
注意：第一栅极和阴极之间的加速电压约1.5伏，消除阴极电子散射的影响。
弗兰克—赫兹实验设计的巧妙之处
科学活动：发展原子、分子和原子的量子理论方面。他把经
典力学和量子理论结合起来，从而引起原子理论的革命，对量
子力学建立起了重要作用，1922年获诺贝尔物理学奖。 主要著作:1922年出版《光谱与原子结构理论》、1934年出版
《原子理论与自然界描述 》、1955年出版《知识统一性》等。
1922
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激发态(excited states)
除基态以外的其余定态。 各激发态的能量随 n 值增大而增
高。电子只有从外部吸收足够能量时才能到达激发态。
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Dr. Prof. W.N.Pang
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原子的基态与激发态之间的关系
吸收能量
基态原子
激发态原子
释放能量
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Dr. Prof. W.N.Pang
2019/9/17
Dr. Prof. W.N.Pang
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上课时间：下午1:30--4:50
晚上6:30--9:50
切勿产生浮躁情绪
谢谢
五、实验报告及数据处理要求
2019/9/17
Dr. Prof. W.N.Pang
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五、实验报告及数据处理要求
夫兰克——赫兹实验
赫兹(G.Hertz）
夫兰克（J．Frank)
IA
数据处理
利用测量数据在坐标纸上绘制阳极电流与加速电压曲线。 找到电流峰值的电压坐标值， 用最小二乘法处理峰或谷点位置的电位 VPi=Vc+Vg*i 其中i为峰或谷的序数，VC为接触电位，Vg为拟合的第一激 发电位。
问题思考
温度对充汞F－H管的IA－VP曲线有什么影响？(答案) 在IA－VP曲线上，为什么对应板极电流IA第一个峰的 加速电压VP不等于4.9V？ (答案) 如何利用该套实验设备测出汞原子的电离电势？ (答 案)
测量原理
如装置示意图所示，在充氩的夫兰克--赫兹管中，电 子由热阴极发出，阴极K和第二栅极G2之间的加速电压 VP，使电子加速。在极板A和栅极G2之间加有减速电压 V3，管内电位分布如图所示。当电子通过KG2空间进入 G2A空间时如果能量大于eE3， 就能达到板极形成板流。 电子在KG2空间与氩原子发生了非弹性碰撞后，电子本 身剩余的能量小于eE3，则电子不能到达板极，板极电 流将会随栅极电压增加而减少。实验时使VP逐渐增加， 仔细观察板极电流IA的变化，我们将观察到如下叶图中 所示的I A ~ VP曲线。
问题答案
温度对充汞F－H管的IA－VP曲线有什么影响？ 答：当温度过大时，单位体积内的汞原子数增 加，电子的平均自由程减小，电子与汞原子的碰 撞次数增加，因此，在整个加速过程中，弹性碰 撞的总能量损失相应增大，其IA电流减小。
问题答案
在IG2A－UG2K曲线上，为什么对应板极电流IG2K 第一个峰的加速电压UG2K不等于4.9V？ 答：对应板极电流IG2K第一个峰的加速电压 UG2K不等于4.9V的主要原因是：由于阴极与栅极不 是由同一种材料组成，其间存在接触电势差。
弗兰克赫兹实验-最全资料PPT
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。
连续的值E1、E2、E3、…。
2）跃迁假设：原子从一个定态E2 跃迁到另一个定态E1时，要辐射出一 个光子，其频率是一定的，满足：
hυ=E2-E1
实验原理——玻尔原子模型
一般情况下，原子的最外层电子都是处于基态的。 当原子受到外部能量的作用后，其最外层电子就 会跃迁到高能级上，变为激发态原子，eU0=E2-E1 。 激发态原子极不稳定，在极短时间内就会重新跃 迁回基态，并将其吸收的能量以光子形式释放出 去,hυ=E2-E1 。每一种跃迁都会发射出一种波长的光， 在光谱中相应的产生一种谱线。
电流（或谷 hυ=E2-E1
9 V的电势差引起了汞离子的电离，这恰与当时比较盛行的“斯塔克理论”相恰和。
(1)“自动/手动”；
电流）对应 与原子碰撞后剩余能量足以穿越板极A的电子数量增多，电流增大！
原子能级的存在最早是从光谱学的研究中推断出来的。
的电压差。 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。
弗兰克-赫兹简介
海因里希•鲁道夫•赫兹，德国物理学家， 于 1888 年 首 先 证 实 了 电 磁 波 的 存 在 ， 并 对 电磁学有很大贡献，故频率的国际单位制单 位“赫兹”以他的名字命名。
夫兰克--赫兹实验实用PPT文档
夫非兰弹克 性-碰-赫撞兹时实，验各电电子路参损原耗理考大量电能量压，速一率明定显减要小。在实验卡给定的数据范围之内，否则
将造成管子的老化或激穿。 当电子与氢原子碰撞后还留下足够的能量，可以克服G2P空间的减速场而到达板极P，此时板极电流将开始上升。
撞因。此他们获得了1925年的诺贝尔物理学奖。
F13
因数此据他 处们理获得了1电925年压的诺U贝尔F物、理学控奖。制栅电压U1和减速电压U3。
加速电压U 由扫描电源E 供给，输出波形为锯齿 (1)逐差法处理数据
加速电压U2由扫描电源E2供给，输出波形2为锯齿波，扫描分为手动和自2动两种。
波，扫描分为手动和自动两种。 夫兰克--赫兹实验电路原理
IP ~ U2曲线
IP(10-8)
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0
10
20
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图２)
原子的激发电位
随着U2 的增加，电子能量增加。当电子与氢原子碰 撞后还留下足够的能量，可以克服G2P空间的减速场 而到达板极P，此时板极电流将开始上升。如果电子 在KG2空间得到的能量 eU2 =2 ∆E，电子在KG空间 会因二次弹性碰撞而失去能量，而造成第二次板极电 流下降。在U2 较高的情况下，电子在跑向栅极的路 程中，将与氢原子发生多次非弹性碰撞、只要U2 = n ∆ E（ n=1， 2，…），就发生这种碰撞。在IP ~ U2曲线上将出现多次下降。对于氩，曲线上相邻两峰 （或谷）对应的U0之差，即为原子的第一激发电位。
弗兰克赫兹实验讲义
弗兰克—赫兹实验1913年丹麦物理学家玻尔（N❿Bohr）提出了原子能级的概念并建立了原子模型理论。
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（1）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（J❿Franck）和赫兹（G❿Hertz）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。
一、实验目的1、研究弗兰克—赫兹管中电流变化的规律2、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；3、了解在微观世界中，电子与原子的碰撞几率。
二、实验仪器LB-FH弗兰克-赫兹实验仪，示波器三、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A，第一、第二栅极分别为G1、G2。
图1弗兰克-赫兹实验原理图灯丝电压K-G 1-G 2加正向电压，为电子提供能量。
V 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-A 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，在G 2-A 区间损失能量。
如果电子进入G 2-A 区域时动能大于或等于eV G2K ，就能到达板极形成板极电流I .电子在不同区间的情况：（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。
夫兰克赫兹实验PPT教案
拒斥电压VG2A（反向）鉴定电子剩余能量： E’> eVG2A的电子到达板极A形成电流IA E’< eVG2A的电子则被VG2A弹回， IA =0
IA E’ E=eVG2K
电子损失能量 定值
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实验方法
给定灯丝电压、VG1K、VG2A；缓慢增加VG2K， 测出相应的板极电流IA。理论上，IA与VG2K 的对应关系应如图所示。
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二、测量U0
测量过程用联机测试方式完成。 全部在电脑上操作，由电脑控制仪器， 仪器上不需再手动设置。
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1、第一次测量：用标准参数测绘IA~UGK曲线。 a. 实验仪器置自动测试状态；计算机进入实
验系统，“用户”、“密码”均为“sa”。 b. 点击“数据通讯—开始实验”；“工作方式”
采用“联机测试”；“仪器号”采用“1/A设备”； 进入“下一步”。学号、姓名之类可写可不写。
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c．记录仪器箱上盖标牌所规定的标准参数， 并输入程序中，标牌上有的都要输入，特 别是电流量程应选择1uA，另外Vstop=85v。 （原为80.0v） 标牌没有的参数保持原样。 单击“下一步”，电脑自动测绘IA~VG2K曲线。
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其它实验方式
本实验也可采用手动或自动模式。 电流图可以输出至示波器显示。 以上内容了解即可，本次实验不做。
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数据记录及处理
自行设计表格记录数据。
1．由各波谷的电位求出第一激发电位U0。 （波峰误差较大，不用）
(1)前后波谷电压相减取平均。（必须做）
(2)如有6组U谷，可用逐差法计算。（附加）
关闭并重新打开程序，设置参数时改变灯 丝电压，在标准参数上加或减0.1V，重复进 行实验，测绘曲线。分析F-H实验曲线的变 化并讨论其原因。（提示：灯丝电压影响 阴极发射的电子数目） 加或减只需变化一次。
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谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
弗兰克赫兹实验
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6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
，但某些时候请收 敛。
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9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
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10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。