【pdf】近代物理实验
近代物理实验教材
近代物理实验 Modern Physics Experiment（讲 义）物理实验室 编2010年7月目录实验一、塞曼效应 (1)实验二、小型棱镜读（摄）谱仪测氢原子光谱 (16)实验三、彩色线阵CCD实验 (21)实验四、光电传感器实验 (31)实验五、密立根油滴实验 (37)实验六、小型制冷装置制冷量和制冷系数的测量 (44)实验七、光拍频法测量光速 (51)实验八、光纤光学实验 (56)实验九、傅立叶变换光谱实验 (69)实验十、法拉第效应实验 (75)实验十一、光电效应普朗克常数测定 (79)实验十二、夫兰克－赫兹实验 (83)实验一 塞 曼 效 应z 实验简介1896年塞曼(Zeeman)发现当光源放在足够强的磁场中时,原来的一条光谱线分裂成几条光谱线,分裂的谱线成分是偏振的,分裂的条数随能级的类别而不同。
后人称此现象为塞曼效应。
早年把那些谱线分裂为三条,而裂距按波数计算正好等于一个洛伦兹单位的现象叫做正常塞曼效应(洛伦兹单位mc eB L π4/=)。
正常塞曼效应用经典理论就能给予解释。
实际上大多数谱线的塞曼分裂不是正常塞曼分裂,分裂的谱线多于三条,谱线的裂距可以大于也可以小于一个洛伦兹单位,人们称这类现象为反常塞曼效应。
反常塞曼效应只有用量子理论才能得到满意的解释。
塞曼效应的发现，为直接证明空间量子化提供了实验依据，对推动量子理论的发展起了重要作用。
直到今日，塞曼效应仍是研究原子能级结构的重要方法之一。
z 实验目的1． 掌握观测塞曼效应的实验方法。
2． 观察汞原子546.1nm 谱线的分裂现象以及它们偏振状态。
3． 由塞曼裂距计算电子的荷质比。
z 实验原理原子中的电子由于作轨道运动产生轨道磁矩,电子还具有自旋运动产生自旋磁矩,根据量子力学的结果,电子的轨道角动量L P 和轨道磁矩L μ以及自旋角动量S P 和自旋磁矩S μ在数值上有下列关系: L L P mce 2=μ h )1(+=L L P L（1）S S P mce =μ h )1(+=S S P S 式中m e ,分别表示电子电荷和电子质量；S L ,分别表示轨道量子数和自旋量子数。
近代物理实验 实验报告
中国石油大学 近代物理实验 实验报告 成 绩：班级： 材物二班 姓名： 焦方宇 同组者： 杜圣 教师：周丽霞光泵磁共振【实验目的】1.观察铷原子光抽运信号，加深对原子超精细结构的理解2.观察铷原子的磁共振信号，测定铷原子超精细结构塞曼子能级的朗德因子。
3.学会利用光磁共振的方法测量地磁场 【实验原理】1．Rb 原子基态及最低激发态的能级在第一激发能级5P 与基态5S 之间产生的跃迁是铷原子主线系的第一条谱线，谱线为双线。
2/12P 5到2/12S 5的跃迁产生的谱线为D1 线，波长是794nm ；2/12P 5 到2/12S 5的跃迁产生的谱线为D2 线，波长是780nm 。
在核自旋 I = 0 时，原子的价电子L-S 耦合后总角动量PJ 与原子总磁矩μJ 的关系 μJ=-gJe2 （1）1)2J(J )1S (S )1L (L )1J (J 1g J ++++-++= （2）I ≠0时，对Rb 87， I = 3/2；对Rb 85， I = 5/2。
总角动量F= I+J,…,| I-J |。
Rb 87基态F 有两个值：F = 2 及F = 1；Rb 85基态有F = 3 及F = 2。
由F 量子数表征的能级称为超精细结构能级。
原子总角动量与总磁矩之间的关系为：μF=-gFe2m PF （3）1)2F(F )1I (I )1J (J )1F (F g g JF ++-+++= （4）在磁场中原子的超精细结构能级产生塞曼分裂，磁量子数F m ＝F, F-1, … ,-F ，裂成2F ＋1 个能量间隔基本相等的塞曼子能级。
在弱磁场条件下，通过解Rb 原子定态薛定锷方程可得能量本征值为B m g )]1I (I )1J (J )1F (F [2hE E BF F 0μα++-+-++= （5）由（5）式可得基态2/12S 5的两个超精细能级之间的能量差为)]1()1([2''+-+=∆F F F F ah E F （6） 相邻塞曼子能级之间（ΔF m ＝±1）的能量差为m F B 0E g B F μ∆=（7）2. 圆偏振光对Rb 原子的激发与光抽运效应电子在原子能级间发生跃迁时，需要满足总能量和总角动量守恒。
近代物理试验
课程编号：P10303《近代物理实验》实验课程教学质量标准总学时：48 总学分：1.5 实验学时：48一、基本信息课程名称：近代物理实验英文名称：Modern Physics Experiments课程性质：学科基础实践先修课程：物理实验开课单位：物理学院实验类型：独立设课适用专业：光电信息科学与工程、应用物理学应开学期：第5学期二、课程简介近代物理实验是应用物理专业和光信息专业的专业大类（主干）课程。
在提前预习和教师指导的基础上，学生独立完成8-10个近代物理学的经典实验。
实验主要包括电子自旋共振，光速测量，摄谱仪，太阳能电池光电特性, 真空镀膜，核磁共振，塞曼效应，莫尔效应等实验。
课程内容主要涉及原子物理，原子核物理，现代光学，磁共振，真空技术，量子力学，微波技术和X射线技术领域。
课程的任务是学生通过实验加深对近代物理概念和规律的理解，深刻领会各个实验项目的实验思想和实验方法，获得与近代物理学相关的基本理论和实验技术。
课程的目的是通过实验手段培养学生独立工作能力与创新精神。
Modern physics experiment is a professional main course for the students in Applied Physics and Optical information engineering. Students independently complete 8-10 the modern physics classical experiments, based on the teacher's instructions and full preparations. These experiments include electron spin-resonance, light speed measurement, spectrograph, photovoltaic properties of solar cells, vacuum coating, nuclear-magnetic resonance, Zeeman effect, Moire effect, Microwave characteristic measurement experiment. The course is mainly related to atomic physics, nuclear physics, modern optics, magnetic resonance, vacuum technology, quantum mechanics, microwave technology and X - ray technology. After finishing the course, students can deeply understand the concepts and laws of modern physics, study the experimental ideas and methods in modern physics, and obtain the basic theories and experimental technologies. The aim of the course is to cultivate students' ability of independent work and innovative spirit by the experiments.三、课程质量标准在加深近代物理学知识的基础上，培养学生掌握近代物理实验技术，提高学生实验过程中解决实验问题的综合能力。
近代物理实验
γ射线是原子核从激发态跃迁到较低能态时发射的波长很短的电磁辐射。研究γ射线 的能谱对于放射性核素的应用和研究原子核的能级结构有很重要的意义。
闪烁探测器在科学技术的许多部门有着十分重要的应用，它的主要优点是：既能探测 各种类型的带电粒子，又能探测中性粒子，既能对辐射强度进行测量，又能对辐射的能量
进行分析，而且探测效率高（比G-M计数器高几十倍），分辨时间短（约10−8 秒）。
应中的反冲电子的能量是从0到
1
2a + 2a
Er
连续分布的。
与光电效应不同，康普顿效应一般发生在外层电子上，γ射线与物质相互作用产生康 普顿效应的几率与物质的原子序数成正比，且随γ射线能量的增加而减少，但下降速度比 光电效应来得慢。
第五章 应用光学技术 …………………………………………………………107
实验5-1 光电倍增管光谱响应曲线的测定…………………………………107
1
实验5-2 电光效应……………………………………………………………115
实验5-3 法拉第效应…………………………………………………………125 130
实验5-4 物体色度值的测量…………………………………………………
第六章 微波和电子技术 ………………………………………………………136
实验6-1 反射式速调管工作特性的研究……………………………………139
实验6-2 微波基本参数的测量………………………………………………146
实验6-3 锁定放大器…………………………………………………………156
实验3-2 金属真空机组安装实践……………………………………………79
实验3-3 真空镀膜……………………………………………………………85
近代物理实验-河南工业大学
《近代物理实验》教学大纲课程名称：近代物理实验英文名称：Modern Physics Experiments课程编号：33111306学时/学分：72/2.5适用专业：应用物理专业本科生编写人：樊志琴审核人：焦万堂实验指导书：《近代物理实验》，河南工业大学内部教材，樊志琴主编。
一、课程的性质、目的及任务近代物理实验是继普通物理实验之后的一门综合性实验课程，它覆盖了原子物理、核探测技术、激光、光电子学与光信息处理、X射线和电子衍射、光谱学、微波技术、电子技术、真空物理、低温物理等整个物理学科，除此之外，它还包括近代的实验方法及应用广泛的实验技术。
因此，近代物理实验是培养学生“动手能力、适应新技术能力、创造性思维能力”的一门重要的综合基础课程。
近代物理实验大部分是物理学史中非常著名的实验，它们对于人类深入认识自然界起过至关重要的作用。
通过实验能培养学生认真求实的工作作风，使他们对客观世界理解更趋深化，帮助学生对微观世界建立一个全新的物理概念。
提高他们的物理思维和动手能力。
加深对近代物理理论的了解，为学生以后的工作打下坚实基础。
二、主要设备及器材配置WPZ_ⅡB型塞曼效应试验仪；MOD-5BC型密立根油滴仪；GD-5型普朗克常数实验仪；脉冲核磁共振实验仪；夫兰克--赫兹实验仪；WF-3型金属逸出功测定仪；X射线装置；组合式多功能光栅光谱仪；光纤信息及光通信实验仪等。
三、实验基本要求1）培养学生在实验过程中发现问题、分析问题和解决问题的能力。
2）学习近代物理主要领域中的一些基本实验思想、观察实验现象、正确测量、处理实验数据以及分析和总结实验结果等方面的能力。
3）培养实事求是、踏实细致、严肃认真的科学态度、良好的实验素质和习惯。
4）培养学生的创新意识、创造精神和坚韧不拔的工作作风。
5) 课前熟读讲义。
四、实验项目与内容提要实验项目分必做和选做，必做部分为52学时，为每次必做内容，剩下20学时在34学时的选做实验中选择，共计72学时。
近代物理实验（中国石油大学）实验3-1氢原子光谱与里德伯常数的测定
实验3-1 氢原子光谱与里德伯常数的测定氢原子的结构最简单，它发出的光谱有明显的规律，很早就被人们所注意。
因此，光谱的规律首先由氢原子得到突破，从而为原子结构的研究提供了重要依据。
氢原子是最典型的一种原子，最适宜进行理论和实验的比较，因而氢原子光谱的研究，在原子物理学发展中一直起着重要作用。
一.【实验目的】1、通过测量氢光谱（在可见光区域）谱线的波长，验证巴尔末规律的正确性。
2、测定氢的里德伯常数，对近代测量精度有初步了解。
二.【实验原理】从氢气放电管可以获得氢原子光谱。
人们很早发现氢原子光谱在可见区和近紫外区有很 多条谱线，构成一个很有规律的系统。
谱线的间隔和强度都向着短波方向递减。
可见光区域的四条分别为H α、H β、H γ、H δ。
在1885年，从某些星体的光谱中观察到的氢光谱线已达14条。
同年，瑞士物理学家巴尔末（Balmer ，1825~1898）经验性地将可见光区域的氢谱线的波长归纳为下列简单关系：422-=n n B λ （3-1-1）式中B=364.56 nm 。
由上式计算所得的波长数值同测得的数值是一致的。
所以，一般常称（3-1-1）式为巴尔末公式，称这些谱线为巴尔末线系。
为更清楚的表明谱线的分布规律，1889年瑞典物理学家里德堡（Rydberg ，1854~1919）把（3-1-1）式改写为⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=222221211414411n R n B n n B H λ n=3,4,5,… （3-1-2） 式中的常数B R H /4=称为里德堡常数。
在这些完全从实验得到的经验公式的基础上，丹麦物理学家波尔（Bohr ，1885~1962）就原子模型提出如下两条基本假设；①一个原子系统内当电子在特定轨道上运转时，它将不向外辐射能量，这些轨道就是电子保持能量不变的“定态”轨道。
②当电子从一个定态轨道过渡到另一个轨道时，将发生电磁辐射，其频率完全由这两个定态间的能量差来决定。
近代物理实验 (II)
纳米科技中的探针成像技术及应用
超高真空扫描隧道显微镜的学习和掺硼硅表面的研究
约瑟夫森效应实验的建设和研究
薄膜场效应管和氧化物薄膜制备
有机电致发光器件的制备和物性研究
非极性GaN 的物性和离子束改性研究
稀土离子掺杂ZnO: 晶格位置,光学磁学性质研究
教师讲授、学生在教师的指导下自主实验、师生交流讨论和报告考察
近代物理实验课程内容包含原子与分子物理、核探测技术及应用、激光与近代光学、真空技术与薄膜制备，X射线电子衍射和结构分析、磁共振、微波、低温与超导、半导体物理、非线性物理等领域的几十个独立实验项目和研究型前沿物理大实验课题。近代物理实验I主要在春季学期开课。学生在一学期内完成安排好的7个不同领域的独立实验项目。近代物理实验II主要在秋季学期开课。学生可以根据专业和兴趣选做近代物理实验I中没做过的凝聚态物理实验模块、激光实验模块、核与粒子物理实验模块或其它领域的7个独立实验。
开课院系
物理学院
通选课领域
是否属于艺术与美育
否
平台课性质
平台课类型
授课语言
中文
教材
近代物理实验（第四版）,吴思诚 荀坤 主编,高等教育出版社,2015,4,978-7-04-041830-9；
Experiments in Modern Physics, 2nd Edition,Adrian C. Melissinos, Jim Napolitano,Academic Press,2003,近代物理实验技术（I、II）,吕斯骅,高等教育出版社,1992,Atoms, Molecules and Photons: An Introduction to Atomic-, Molecular- and Quantum Physics,Wolfgang Demtroder,Springer,2013,
近代物理创新实验报告(3篇)
第1篇一、实验背景随着科技的不断发展，物理学领域的研究也在不断深入。
近代物理实验作为物理学研究的重要手段，对于培养科学精神和创新意识具有重要意义。
为了进一步提高实验教学质量，激发学生的学习兴趣，我们设计了一项近代物理创新实验，旨在探究光子与电子的相互作用，为光电子学领域的研究提供新的思路。
二、实验目的1. 了解光子与电子相互作用的原理和实验方法；2. 通过实验验证康普顿效应，探究光子与电子的散射过程；3. 分析实验数据，总结实验规律，为光电子学领域的研究提供参考。
三、实验原理康普顿效应是指当高能光子（如X射线）与物质中的自由电子发生碰撞时，光子会被散射，同时其波长发生变化的现象。
康普顿效应揭示了光子与电子的相互作用规律，为量子力学的发展奠定了基础。
实验原理如下：1. 当入射光子与电子发生碰撞时，光子将部分能量传递给电子，使其获得动能；2. 由于能量守恒和动量守恒，光子波长发生变化，即发生散射；3. 通过测量散射光子的波长，可以验证康普顿效应，并探究光子与电子的相互作用。
四、实验仪器与材料1. 激光器：用于产生高能光子；2. 电子靶：由自由电子组成的靶材料；3. 检测器：用于测量散射光子的波长；4. 光谱仪：用于分析散射光子的波长；5. 计算机软件：用于数据处理和分析。
五、实验步骤1. 将激光器、电子靶和检测器依次连接，搭建实验装置；2. 设置激光器的参数，调整电子靶与检测器之间的距离；3. 启动激光器，使光子与电子靶中的自由电子发生碰撞；4. 检测器接收散射光子，通过光谱仪分析散射光子的波长；5. 记录散射光子的波长数据，并进行数据处理和分析。
六、实验结果与分析1. 实验结果显示，散射光子的波长与入射光子的波长之间存在差异，符合康普顿效应的规律；2. 通过对实验数据进行拟合，可以得到散射光子波长的变化量与入射光子能量的关系；3. 分析实验结果，可以得出以下结论：（1）光子与电子的相互作用符合康普顿效应的规律；（2）散射光子的波长变化量与入射光子能量之间存在线性关系；（3）实验结果与理论预期相符，验证了康普顿效应的正确性。
近代物理实验
实验七 用光柵光谱仪测定介质的吸收光谱介质的吸收光谱与发射光谱一样，不但用于光谱分析，而且用于研究物质结构。
在原子物理、分子物理、化学、天体物理等领域内，吸收光谱是一种重要的研究手段。
光谱仪是常用的基本光学仪器，可用于测量介质的光谱特性、光源的光谱能量分布等。
本实验中用光谱仪测量钕玻璃的吸收曲线。
实验目的1． 了解光柵光谱仪的构造及其使用方法2． 加深对介质光谱特性的了解，掌握测量介质的吸收曲线或透射曲线的原理和方法。
实验原理当一束光穿过有一定厚度的介质平板时，有一部分光被反射，另有一部分光被介质吸收，剩下的光从介质板透射出来。
设有一束波长为λ，入射光强为I 0的单色平行光垂直入射到一块厚度为d 的介质平板上，如图1所示。
如果从界面1反射的光强为I R ，从界面1向介质透射光的光强为I 1，到达界面2的入射光的强度为I 2，从界面2射出的透射光的光强为I T ，则定义介质板的光谱外透射率T 和介质的光谱透射率T i 分别为 T =I I T（1）i T =12I I （2） 这里的I R ，I 1，I 2，和I T ，都应该是光在界面1和2上以及介质中多次反向和透射的总效果。
一般来说，介质对光的反射、透射和吸收不但与介质有关，而且与入射光的波长有关。
我们将光谱透射率与波长的关系曲线称为透射曲线。
在均匀介质内部，光谱透射率与介质厚度有如下关系ad i e T -= （3）式中，a 称为介质的线性吸收系数，一般也称为吸收系数。
吸收系数不仅与介质有关，而且与入射光的波长有关。
吸收系数与波长的关系曲线称为吸收曲线。
设光垂直入射到厚度d 为的介质上，光要从前后表面发生反射，如果a 值很小，反射可以进行多次，若介质表面的反向系数为R ，则透过样品的光强为图1 一束光入射到平板上++++=4321T T T T T I I I I I+-+-=--adad eR R I e R I 32202011）（）（ adade R e R I 222011----=）（ （4） 式中I T 1、I T 2、I T 3、I T 4、…，分别表示从界面2第一次透射，第二次透射，…，光的光强。
《近代物理实验》课程教学大纲
《近代物理实验》课程教学大纲Syllabus for EXPERIMENTS IN MODERN PHYSICS课程编号新11070210100 原13012400 学时/学分54/3开课单位物理系考核方式考查适用专业应用物理学执笔者孙佳石课程所属实验室物理实验教学中心编写日期2008年5月一、本课程的性质和任务近代物理实验是为应用物理专业的高年级本科生开设的一门现代综合性实验课，它是继“计算机技术基础实验”、“基础物理实验”、“电工与电子技术学实验”、“微机原理与应用实验”之后，专业论文之前做的专业基础实验课，具有多种学科、多种技术交叉的特点，起到承上启下的作用。
通过实验，使学生掌握近代物理主要的基本实验方法与技术以及现代高新技术。
1．掌握近代物理学发展史上具有典型性和重要作用的实验。
2．掌握近代物理中某些主要领域的基本实验方法与技术。
3．熟悉掌握相关仪器的使用以及计算机的使用等现代技术。
4．培养学生理论与实际相结合，综合理论应用的能力。
5．培养学生阅读，查阅参考资料，拟订实验方案，选配测量仪器的能力。
6．培养学生观察分析现象，独立操作，解决实验中问题的能力。
7．培养学生的创新意识、创新能力。
二、课程简介近代物理实验是从近代物理主要领域中选取一些在物理学发展史上起过重要作用的著名实验以及在实验方法与技术上有代表性的实验进行教学。
具体要求如下：1．学习如何用实验方法和技术研究物理现象与规律，培养学生实验过程中发现问题，分析问题和解决问题的能力，以及创新能力；2．学习近代物理某些主要领域中的一些基本实验方法和技术，掌握有关的仪器的性能和使用；3．通过实验加深对近代物理的基本现象及其规律的理解；4．巩固和加强有关实验数据处理及误差分析方面的训练；5．培养实事求是，踏实细致，严肃认真的科学态度和克服困难，坚韧不拔的工作作风以及良好的实验素养。
EXPERIMENTS IN MODERN PHYSICS is a number of famous experiment based onmodern physics.The modern physics experiment can make student to find question and solvequestion using experiment method and technic,as well as bring up student ability of innovation.三、实验内容及教学要求（一）绪论：实验误差和数据处理在普通物理实验训练的基础上，继续巩固和加强有关实验误差和数据处理的训练，如随机变量的分析、分布参数估计与分布规律的检验、曲线拟合等。
近代物理实验
利用光学多道分析器测定钠原子光谱
一、实验目的
1.测定钠原子的光谱线。 2.掌握WDS-8A型组合式多功能光栅光谱仪的原理 和使用方法。 3.了解原子能级与光谱的联系。
利用光学多道分析器测定钠原子光谱
二、实验原理
1.钠原子光谱
光谱线的波数： 钠原子有四个线系：主线系(P线系)3S-nP,n=3,4,5… 漫线系(D线系)3P-nD,n=3,4,5… 锐线系(S线系)3P-Ns,n=4,5,6… 基线系(F线系)3P-nF,n=4,5,6…
记录第1次速度达到最大时的采样次数N1max和第11次速 度达到最大时的采样次数N11max，就可计算实际测量的 运动周期T及角频率ω
多普勒效应综合实验
4、研究直线运动，验证牛顿第二运动定律 【实验装置】
多普勒效应综合实验
【注意事项】 （1）实验注意砝码的质量不可过大，否则出 现的曲线斜率很小，不好观察。 （2）砝码与自由落体接收组件间的绳子长度 不要过短使自由落体组件不能落于保护盒内， 也不要过长使砝码起始位置置于地上。 （3） 要更换砝码的质量进行试验。
f = f o ( u ± V1 cos α1 ) / ( u ± V2 cos α 2 )
当声源静止，接收器运动时：
f = f o (1 + V / u )
V = u ( f / f o − 1)
f-v关系图 V-t关系图
多普勒效应综合实验
2、超声的红外调制与接收 超声的接收信号： 红外调制 发射
多普勒效应综合实验
2、研究自由落体运动，求自由落体加速度 【实验装置】
多普勒效应综合实验
【数据记录】 采样时间间隔差ti=0.05(i-1),ti为第i次采样与第1次
《近代物理实验》课程实验教学大纲-华侨大学物理实验室
《近代物理实验》课程实验教学大纲一、实验教学基本信息课程中文名称近代物理实验课程英文名称Experiments of Modern Physics开课情况开课专业名称实验课性质课程总学时实验学时开设学期应用物理学学科基础课72726二、实验教学目的与基本要求本课程是在学过普通物理实验和电子学实验的基础上，从近代物理主要领域中选取一些基本的实验，许多选题来自物理学发展史上起过重大作用的物理学家们的研究课题，覆盖了原子物理、激光、光电子学与光信息处理、X射线和电子衍射、半导体物理学、光谱学、微波技术、电子技术、空气动力学等多个物理学科领域。
它是培养学生的创新思维和实践能力的一个重要教学环节，是应用物理类专业的必修课。
它涉及基础知识面广，对各方面近代技术的要求高，是大学生学习如何将基础知识和近代先进技术相结合的重要基础实验课程。
要求学生独立完成实验的全过程。
并通过实验了解近代物理学发展中具有代表性的科学实验，使学生在实验技术、方法及实验思想上受到启发，为今后的学习和研究工作奠定良好的基础。
本课程的教学目的是：1、通过近代物理实验的操作观察、研究有关的物理过程，培养学生的独立工作能力，学习如何应用实验方法研究物理现象和规律，加深对物理现象及其规律的理解。
2、通过实验，初步掌握近代物理一些主要领域的基本实验方法、技术、技能和知识。
培养科学实验能力，包括查阅参考资料、拟订实验步骤、正确使用仪器、测量、处理数据和分析实验结果等方面的能力。
3、培养学生理论联系实际、实事求是的科学作风，严肃认真的工作态度，主动研究探索的精神和独立工作的能力。
本课程教学基本要求：1、对学生进行辨证唯物主义世界观和方法论的教育，使学生了解科学实验的重要性。
2、掌握近代物理学发展史上具有典型性和重要作用的实验。
3、掌握近代物理中某些主要领域的基本实验方法与技术。
4、熟悉掌握相关仪器的使用及CCD、计算机等现代技术。
5、培养学生理论与实际相结合，综合理论应用及创新精神。
近代物理实验
实验六夫兰克-赫兹实验玻尔（N.Bohr）发表原子模型理论的第二年（1914（，夫兰克（J.Franck）和赫兹（G.Hertz）用慢电子与稀薄气体原子碰撞的方法，使原子从低能级激发到高能级。
他们对电子与原子碰撞时能量交换规律的研究，直接证明了原子内部能量的量子化。
后来他们又在同样的实验中测得被慢电子激发的原子返回基态时辐射的光频率，发现这种辐射服从玻尔假设的频率定则。
因此，夫兰克-赫兹实验就成为玻尔理论的一个重要实验依据。
夫兰克和赫兹的这项工作获得了1925年度诺贝尔物理学奖。
实验目的一、研究夫兰克—赫兹管中电流变化的规律；二、通过测定氮原于的第一激发电位，了解和证明原子能级的存在。
实验原理本仪器采用1只充氮气的四极管，其工作原理图如下图1：四极F—H管包括同心筒状电极灯丝H，氧化物阴极K，两个栅极G1，G2和阳极A 。
阴极K罩在灯丝H外，由灯丝H加热阴极K，改变H的电压ＶH可以控制K发射电子的强度。
靠近阴极K的是第一栅极G1，在G1和K之间加有一个小正电压ＶG1A，其作用一是控制管内电子流的大小，二是抵消阴极K附近电子云形成的负电位的影响。
第二栅极G2远离Ｇ1而靠近阳极A，G2和A之加一小的拒斥负电压ＶG2A，使得与原子发生了非弹性碰撞，损失了能量的那些电子不能到达阳极．G I和G2之间距离较大，为电子与气体原子提供较大的碰撞空间，．从而保证足够高的碰撞概率。
由K发射的电子经G2、K间电压ＶG2x的加速而获得能量，它们在G2、K空间与氮原子不断遭遇碰撞，把部分或全部能量交换给氨原子，并在G2、A间经拒斥电压作用减速达到阳极A，检流计指示出阳极电流ＩA的大小。
实验表明，初始阶段ＶG2K电压较低，电子与氨原子的碰撞是弹性的。
简单计算可知在每次碰撞中，电子几乎没有能量损失。
随着ＶG2A上升，当ＶG2A＝11.5V时，电子在G2附近将获得11.5eV的能量，并与氩原子发生非弹性碰撞，因此，将引起共振吸收，电子把能量全部传递给氩原子，自身速度几乎降为零。
物理实验教程——近代物理实验-第二章资料
第二章微波测量技术实验微波（microwave）是一种波长较短的电磁波，频率范围约为300 MHz~300GHz，对应波长范围约为1m~1mm。
微波波段还可细分为分米波（波长为1m至10cm），厘米波（波长10cm至1cm）和毫米波（波长为1cm至1mm）。
波长在1毫米以下至红外线之间的电磁波称为亚毫米波或超微波，这是一个正在开发的THz波段。
微波技术是近代发展起来的一门尖端科学技术，不仅在雷达、通讯、导航、电子对抗、空间技术、工农业生产的各个方面有着广泛的应用，而且在高能粒子加速器、受控热核反应、射电天文、气象观测、分子生物学、等离子体、遥感技术等当代尖端科学研究中也是一种重要手段。
微波测量技术（microwave measurement technique）作为微波技术的实验部分，在科学研究和工程实际中具有重要作用。
例如：微波加速器可研究原子和分子结构，微波衍射仪可用来研究晶体结构，微波波谱仪可测定物质的许多基本物理量，微波谐振腔可用来测量物质的常数和介电损耗，等等。
因此，微波测量技术已成为重要的近代物理实验技术。
微波测量技术实验的基本目的包含“学微波”和“用微波”两个方面：（1）学习微波基础知识和掌握微波基本测量技术；（2）学习用微波作为观测手段或处理方法来研究物理现象的基本原理和实验方法。
通过一系列实验，了解微波信号（microwave signal）的产生特点、工作状态及传输特性，了解常用微波器件（microwave devices）的基本性能和使用方法；掌握微波传输与测量系统的基本组成和调试技术，掌握频率、功率及驻波比等基本参量的测量技术，掌握微波传输系统的阻抗测量和匹配技术；学会微波网络特性参数测量的基本方法和技术，学会微波天线基本特性参数的测量方法和技术，学会介质材料电磁特性参数的微波测量方法和技术。
本章共包括5个实验项目，分别为微波测量系统调试与频率测量、微波晶体检波律测定与驻波比测量、二端口微波网络散射参量测量、微波天线方向图与极化特性测量、复介电常数的微波测量，各实验项目的实验内容都设计了基础性实验内容和设计性实验内容，后者的设计主要结合了石油或能源应用特色。