试验7——9量子论试验-复旦大学物理教学试验中心.DOCVIP

实验７－１０? IP ( 1nA。 电流饱和，很快达到12 nA以上：减小UG( 。 实验找不到出现三个峰对应的UG( 和UP：改为测两个峰。 数据记录到一半，才发现电流太大：重新改实验条件，观察好现象，再记录。 由于数据记录太慢，以致实验条件（温度）改变，初看有三个峰的实验条件下，只测到两个峰：这种现象无法补救，只能预先提示学生，不要太慢；测量数据时不要用布遮住管子，以便散热。 8、典型数据： 实验条件：UG( =0.80V；Up=9.71V 数据表格： UG/V Ip/nA UG/V Ip/nA UG/V Ip/nA UG/V Ip/nA 25.0 0.06 36.0 3.86 44.0 0.29 56.0 11.77 25.7 0.04 36.2 3.92 44.2 0.23 56.4 11.7 26.5 0.03 36.4 3.95 44.4 0.21 56.6 11.69 27.3 0.04 36.4 3.98 44.6 0.23 56.8 11.62 27.5 0.05 36.8 3.95 44.8 0.29 58.2 11.33 27.8 0.08 37.0 3.91 45.0 0.39 60.0 10.21 27.9 0.1 37.4 3.81 45.3 0.5 60.5 9.81 29.0 0.51 37.8 3.71 45.8 0.86 60.9 9.56 30.0 1.01 38.5 3.45 47.0 1.81 61.3 9.3 32.0 1.99 39.0 3.22 48.0 2.83 61.6 9.19 34.0 2.97 40.0 2.68 50.0 5.29 62.2 9.16 34.6 3.26 42.0 1.46 52.0 8.03 62.4 9.16 35.1 3.49 43.0 0.85 54.0 10.76 62.6 9.19 35.4 3.61 43.5 0.54 55.5 11.6 63.0 9.3 35.8 3.78 43.8 0.37 55.8 11.69 65.0 11.68 由图可知：曲线峰、谷处的电位分别为：36.4V、44.4V、56.0V、62.2V。 求得第一激发电位U’1 = [(56.0 –36.4)+(62.2—44.4)] /2= 18.7 V 本实验测得氖的第一激发电位为U1 = 18.7 V 9、选做内容简述： 做氩管的实验。 按电路图连好线路，选定灯丝电压、正向小电压和反向电压，手动扫描测量。首先观察微安计指针的变化，若没有电流，则增加灯丝电压，直到有电流为止。然后观察电流值，约有6个峰，峰谷变化明显，电流最大值不超过40 (A 。 10、思考题解答： 如何从本实验结果看出原子的能量是量子化的? 答：电流值极大极小周期性的变化，说明电子的动能是在一定能量下转移给原子的，说明原子只能吸收特定能量而不是吸收任意能量，即原子的能量是量子化的。 为什么红色发光区向阴极移动时会越来越窄、越来越亮？ 答：红色发光区向阴极移动时会越来越窄、越来越亮，是因为红色发光区向阴极移动，表明加速电压在增加，因而电子能量恰好等于或稍大于氖原子激发能的范围向阴极移动。加速电压的增加，必然导致两栅极间电场强度加大，这就使从阴极进入两栅极间的电子数增加，且电子能量恰好等于或稍大于氖原子激发能的范围变窄，因而红色发光区越来越窄、越来越亮。 试分别讨论图3中曲线的波峰和波谷的板流会随加速电压增加而变大的原因。有时波谷会出现负值，这是为什么？ 答：波峰变高是因为到达板极的电子变多了。在电压较高时，两栅极间电场强度较大，这就使从阴极进入两栅极间的电子数增加，因而峰值变大。 波谷变高的原因有两个：除了上述电子数增加以外，电子与原子非弹性碰撞的几率也减少了，这是因为两栅极间电场强度越大，电子经过非弹性碰撞的次数越多，电子速度的差别就越大：速度特别慢的电子能量未达到激发能，不能产生非弹性碰撞；速度特别快的电子则易于未经碰撞就穿过栅极达到板极。 此外，另有两个原因使波谷高度随加速栅电压增大而变得更低：一、氖原子从第一激发态退激所发的光是紫外光，它照射到板极会产生光电效应，使板极发射光电子而形成负电流，加速栅电压越高这种光电子越多，负电流越大；二、在加速栅和板极间若有少量氖原子被电离，则正离子会向板极移动而形成负电流，加速栅电压越高这种电离的几率越大，负电流越大。 波谷电流是这四种原因共同作用的综合结果。因此，波谷的高度与加速栅电压的关系会呈现十分复杂的情况，可能出现非单调变化，甚至可能出现IP为负值的情况。 第一峰位置的电位与第一激发电位是否相同？