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研究性实验报告 利用示波器研究弗兰克赫兹实验曲线特性 2016 年4 月 摘要 在传统弗兰克赫兹实验中，手动调节V 从0V 到82V，每隔0.5V 进行一次 G2K 测量，测出曲线过程费时费力。并且由于时间过长，记录数据时候会出现错 误。本实验利用数字示波器显示出所求波形，并利用数字示波器直接读出各波 峰值，更加快速的计算出氩原子第一激发电位。并且通过调节V 、V 、V 来 F G1K G2A 在示波器上直接观察出改变参数时候曲线峰值如何变化。 关键字：弗兰克赫兹实验，数字示波器，曲线峰值 i 目录 摘要 i 一、绪论 1 二、实验目的 1 三、实验原理 1 1、激发电位 1 2．弗兰克-赫兹实验的原理2 3、需要测量的数据4 四、实验仪器 5 五、实验步骤 5 1、准备工作5 2、测量5 六、数据处理与分析 6 1、研究波峰时间是否均匀分布6 2、研究灯丝电压VF 对曲线峰值变化的影响8 3、研究第一栅极电压V 对曲线峰值变化的影响9 G1K 4、研究拒斥电压V 对曲线峰值变化的影响 10 G2A 结论 11 参考文献 12 附录 12 ii 一、绪论 在此前实验中，在V =2.4V，V 1.6V，V =9V 标准条件以及分别改变其中一个条件 F G1K= G2A 时候手动测得四条曲线如图，发现增加灯丝电压和第一栅极电压会使峰值上移，增加 拒斥电压会使峰值下移。为了研究峰值变化的更宽范围的移动规律，做以下实验。 图一 二、实验目的 1、验证弗兰克赫兹实验曲线峰峰值之间V 的差值在误差允许范围内为定值。 G2K 2、研究在一定范围内V 、V 和V 变化对曲线峰值影响。并对其原因进行一定猜想。 F G1K G2A 三、实验原理 1、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。 1 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： hv＝Em-En （1-1-1） 式中，普朗克常数 H=6.63×10-34 J ·s 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。 设初速度为零的电子在电位差为U 的加速电场作用下，获得能量eU 。当具有这种 0 0 能量的电子与稀薄