关于夫兰克—赫兹曲线的创新实验.pptVIP

关于夫兰克—赫兹实验的探讨——影响曲线形状的因素分析  答辩人 于欣然 张俊锐 王振  * 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。 * Niel Bohr 背景及意义 1914年，德国物理学家夫兰克和赫兹通过实验测量，发现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，最终证明了玻尔理论的正确。 * Gustav Ludwig Hertz James Franck 玻尔原子理论 * 实验原理 1.定态假设 原子只能较长地停留在一些稳定状态。 2.跃迁假设 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。 * 图1 弗兰克-赫兹实验原理图 图2 IA-VG2K曲线 实验原理 a b c d e * 实验方法 以氩为被测气体，实验采用ZKY-FH型智能夫兰克一赫兹实验仪。加速电压每增加0.5V，记录一次电流值。 大学物理实验中，我们保持灯丝电压、第一栅极电压、拒斥电压不变，通过改变加速电压VG2K，得到 I-VG2K曲线 我们从灯丝电压、第一栅极电压、拒斥电压这三个变量中每次取一个变量。分别测出这些变量影响下的 I-VG2K曲线。 从而得出这些变量对曲线形状影响情况。 创新点 * 灯丝电压对曲线形状的影响 随着灯丝电压增大，实验曲线向上移； 反之，灯丝电压越低，实验曲线向下移 阴极K释放电子数 增多 灯丝电压增大 灯丝温度升高 到达极板A 的电子数增多 * * 第一栅极电压对曲线形状的影响 随着第一栅极电压的增大，板极电流IA上升呈现峰谷明显的趋势； 但如果继续增大第一栅极电压，板极电流会呈现变小的趋势，并且波峰波谷又逐渐接近 * 驱散阴极附近堆积的电子云 提高发射效率 电子聚集在阴极附近 形成空间电荷层 到达极板A 的电子数增多 * VG1K过大时 进入碰撞空间的电子流减小 到达极板A 的电子数减少 * 拒斥电压对曲线形状的影响 VG2A越大，实验曲线下移 VG2A越小，实验曲线上移 * 拒斥电压增大 对电子到达板极的阻碍作用变大 到达极板A 的电子数减小 * 结论 灯丝电压、第一栅极电压、反向拒斥电压均是影响实验曲线变化的重要因素。 针对实验室仪器的具体情况，灯丝电压在2.3V、第一栅极电压为1.5V、反向拒斥电压为10V时条件最佳。