弗兰克赫兹实验思考题答案
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弗兰克赫兹实验思考题
答案
Document number:BGCG-0857-BTDO-0089-2022
弗兰克—赫兹实验思考题答案
[预习思考题]
1、 什么是能级?玻尔的能级跃迁理论是如何描述的?
答:在玻尔的原子模型中,原子是由原子核和核外电子所组成,原子核
位于原子的中心,电子沿着以核为中心的各种不同直径的轨道运动。在一定轨道上运动的电子,具有对应的能量,轨道不同,能量的大小也不相同。这些与轨道相联系、大小不连续的能量构成了能级。
当原子状态改变时,伴随着能量的变化。若原子从低能级En 跃迁到高能级
Em ,则原子需吸收一定的能量,该能量的大小为△E :
△E =Em -En
若电子从高能级Em 跃迁到低能级En ,则原子将放出能量△E 。
2、 为什么I G2A -U G2K 曲线上的各谷点电流随U G2K 的增大而增大?
答:电子与汞原子的碰撞有一定的几率,总会有一些电子逃避了碰撞,穿过栅极而到达板极。随着U G2K 的增大,这些电子的能量增大,因此在I G2A -U G2K 曲线上的各谷点电流也随着增大。
[实验后思考题]
1、 温度对充汞F -H 管的I G2A -U G2K 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I G2A 电流减小。
2、在I
G2A -U
G2K
曲线上,为什么对应板极电流I
G2K
第一个峰的加速电压U
G2K
不等
于4.9V?
答:对应板极电流I
G2K 第一个峰的加速电压U
G2K
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。3、如何利用该套实验设备测出汞原子的电离电势?
答:利用该套实验设备测量汞原子的电离电势的方法是:降低炉温,重
新选择U
G1K 、U
G2A
,谨慎地选择灯丝电压,使得在第二个第一激发电位峰出现后即
出现电离峰,以电离曲线中的第一个峰(对应4.9V)为定标标准,求出电离峰与第一峰的距离,即可知电离电位。或在不改变温度的情况下,选择合适的
U G1K 、U
G2A
,遏止全部电子,将全部离子拉向板极,测量离子电流与U
G2K
的曲线,
则该曲线拐点处即为电离电位。