夫兰克赫兹实验报告（夫兰克赫兹实验报告）八篇

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篇一 ：弗兰克-赫兹实验报告

　　大学物理实验报告-弗兰克赫兹实验

　　实验题目：弗兰克赫兹实验

　　实验器材：F－H实验管、恒温加热电炉、F－H实验装置、示波器。 实验内容：

　　1．熟悉实验装置， 掌握实验条件。

　　该实验装置由F－H管、恒温加热电炉及F－H实验装置构成， 其装置结构如下图所示：

　　F-V管中有足够的液态汞， 保证在使用温度范围内管内汞蒸气总处于饱和状态。一般温度在100 ?C至250 ?C。并且由于Hg对温度的灵敏度高， 所以温度要调好， 不能让它变化太大。灯丝电压控制着阴极K发射电子的密度和能量分布， 其变化直接影响曲线的形状和每个峰的位置， 是一个关键的条件。

　　2．测量Hg的第一激发电位。

　　1）起动恒温控制器， 加热地F-H管， 使炉温稳定在157 ?C， 并选择合适的灯丝电压， VG1K=2.5V， VG2p=1.5V， Vf=1.3V。

　　2）改变VG2k的值， 并记录下对应的Ip值上（每隔0.2V记录一个数据）。

　　3）作数据处理， 作出对应的Ip-VG2k图， 并求出Hg的第一激发电位（用逐差法）。

　　3．测Ar原子的第一激发电位。

　　1）调节好相关的数据：Vp=8.36V， VG1=1.62V， VG2k=0~100V， Vf=2.64V；

　　2）将相关档位调到自由档位， 在示波器上观看得到的Ip-VG2k图， 是否符合实验要求（有六个以上的波峰）。再将相关档位调到手动档位。

　　3）手动改变VG2k的值， 并记录下对应的Ip值上（每隔0.05V记录一个数据）。

　　4）作数据处理， 作出对应的Ip-VG2k图， 并求出Hg的第一激发电位（用逐差法）。

　　4．得出结论。

　　原始数据:

　　1. Vf=1.3V VG1K=2.5V VG2p=1.5V T=157?C

　　求汞原子的第一激发电位的数据表

　　2. Vp=8.36V VG1=1.62V VG2k=0~100V Vf=2.64V

　　求Ar原子的第一激发电位的数据表

篇二 ：弗兰克赫兹实验报告

　　惠州学院近代物理实验报告

　　电子科学 系 09物理2 班 实验日期 2012 年 11 月 15 日

　　姓名 学号 同组姓名 指导老师 宋晋湘

　　实验名称：弗兰克赫兹实验

　　实验目的：通过测定亚原子等元素的第一集发典韦， 证明原子能级的存在。

　　实验原理

　　1、电子和气态汞原子碰撞

　　利用电子和气态汞原子的碰撞最容易实现弗兰克赫兹实验。

　　原子从低能级En向高能级Em跃迁可以通过具有一定能量的电子和原子碰撞来实现。若与原子碰撞的电子是在电势差V的加速下， 速度由0到v， 则

　　1?E?Em?En?eV?mv2 2

　　当原子吸收电子能量从基态跃迁到第一激发态时， 相应的V称为第一激发电位， 如果电子的能量达到原子电离的能量， 会有电离发生， 相应的V称为该原子的电离电位。

　　2、实验装置

　　实验原理图：

　　电子碰撞在F-H管内进行。真空管内充以不同的元素就可以测出相应元素的第一激发电位。

　　F-H四极管包括电极灯丝F， 氧化物阴极K， 两个栅极G1和G2和一个屏极A， 阴极K照在灯丝F外， 又灯丝F的电压可控制K发射电子的强度， 靠近阴极K的实第一栅极， 在G1和K之间加有一个小正电压VG1K， 第二栅极远离G1而靠近屏极A， G2和A之间加一

　　小的遏止负电压VG2A.

　　F-H管内充有Hg时， VG2K和屏流Ip满足：

　　3Ip?Cexp{VG2K} 2

　　充Hg的F-H管被加热式Hg气化后， Ip-VG2K曲线发生变化， 如图所示

　　当VG2K=4.9nV(n=1,2,3…)时， 图线上都将出现一个峰值， 原因是每到一个4.9V电子与汞原子发生了非弹性碰撞， 电子将能量全部转移给汞原子， 失去能量的电子不能到达屏极。 实验步骤及内容

　　一、测Hg的第一激发电位

　　1、将装置温度调整到一定值， 然后将Vf,Vp,Vg调制标定值

篇三 ：大学物理 实验报告-夫兰克-赫兹实验

　　成都信息工程学院

　　物理实验报告

　　姓名： 专业： 班级： 学号： 实验日期： 实验教室： 指导教师： 【实验名称】 夫兰克-赫兹实验

　　【实验目的】

　　1．掌握夫兰克-赫兹实验的原理和方法， 理解该实验的物理构思和设计技巧。

　　2．测量氩原子的第一激发电位， 证明原子能级的存在。

　　3．研究原子能级的量子特性， 观察其特殊的伏安特性现象。

　　【实验仪器】

　　1．夫兰克-赫兹实验仪 仪器型号 ZKY-HZ-2 资产编号20032133

　　2．示波器 编号30120031512

　　【实验原理】

　　一、玻尔提出的原子理论指出：

　　（1）原子只能较长久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。原子的能量无论通过什么方式发生改变， 它只能使原子从一个定态跃迁到另一个定态。

　　（2）当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时， 会产生能量的变化。若原子吸收能量， 则电子从低能级跃迁到高能级；而当电子从高能级跃迁到低能级时， 要发射频率为?的光子， 且

　　h??Ei?Ef （1）

　　式中：普朗克常量h?6.63?10?34J?S（焦尔?秒）

　　（3）电子的角动量满足L?mvr?n?（量子化条件）。

　　原子从低能级向高能级的跃迁， 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U0的加速电场作用下， 获得能量eU0。当具有eU0能量的电子与稀

　　薄气体的原子（本实验是氩原子）发生碰撞时， 就会发生能量交换。如果被碰撞原子获得从电子传递来的能量恰好为

　　eU?E2?E1 （2） 0

篇四 ：夫兰克—赫兹实验报告

　　南昌大学物理实验报告

　　姓名：田辰光学号：5502211070 班级：本硕111班

　　实验日期：20xx年10 月13日

　　夫兰克-赫兹实验

　　【实验目的】

　　1、测量氩原子的第一激发电势， 证明原子能级的存在， 从而加深对量子化概念的认识。

　　2、加深对热电子发射的理解， 学习将电子与原子碰撞微观过程与宏观物理量相结合的实验设计方法。

　　【历史背景】

　　19xx年， 卢瑟福根据α粒子散射实验， 提出了原子核模型。19xx年， 玻尔将普朗克量子假说运用到原子有核模型， 建立了与经典理论相违背的两个重要概念：原子定态能级和能级跃迁概念。电子在能级之间迁跃时伴随电磁波的吸收和发射， 电磁波频率的大小取决于原子所处两定态能级间的能量差， 并满足普朗克频率定则。随着英国物理学家埃万斯（E.J.Evans）对光谱的研究， 玻尔理论被确立。

　　19xx年， 德国科学家夫兰克和他的助手赫兹采用慢电子与稀薄气体中原子碰撞的方法(与光谱研究相独立)， 简单而巧妙地直接证实了原子能级的存在， 并且实现了对原子的可控激发。

　　19xx年， 由于他二人的卓越贡献， 他们获得了当年的诺贝尔物理学奖。夫兰克-赫兹实验至今仍是探索原子内部结构的主要手段之一。所以， 在近代物理实验中， 仍把它作为传统的经典实验。

　　南昌大学物理实验报告

　　姓名：田辰光学号：5502211070 班级：本硕111班

　　实验日期：20xx年10 月13日

　　【实验原理】

　　根据玻尔的原子理论， 原子只能处于一系列不连续的稳定状态之中， 其中每一种状态相应于一定的能量值Ei(i=1,2,3‥)， 这些能量值称为能级。最低能级所对应的状态称为基态， 其它高能级所对应的态称为激发态。

　　当原子从一个稳定状态过渡到另一个稳定状态时就会吸收或辐射一定频率的电磁波， 频率大小决定于原子所处两定态能级间的能量差， 并满足普朗克频率选择定则：

　　( h为普朗克常数)

　　本实验中是利用一定能量的电子与原子碰撞交换能量而实现， 并满足能量选择定则：

篇五 ：夫兰克—赫兹实验报告

　　LB-FH型夫兰克-赫兹实验仪

　　第1章 仪器介绍

　　LB-FH型夫兰克-赫兹实验仪是用“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， 并通过电子和原子碰撞时交换出某一定值的能量， 测量氩原子的激发电位， 观察其特殊的伏安特性现象。研究原子能级的量子特性， 直接证明了玻尔的量子理论。

　　该仪器可以用点测法实验外还可以用示波器直接观察。使用点测法， 实验过程中逐点测量， 手绘谱峰曲线， 动手动脑， 可以增加学生对实验的体验和了解；用示波器直接观察， 通过普通示波器动态显示谱峰曲线形成过程， 直接观察谱峰曲线， 方便、明了。

　　仪器面板设计新颖， 实验控制过程采用图板标识方式， 数据尽数显示。适用于演示和教学实验， 实验直观、无须切换， 特别预留数据采集同步输出， 可升级为用计算机进行数据采集和处理的高档夫兰克-赫兹实验仪。

　　? 工作条件：

　　环境温度： 0～40℃

　　相对湿度： ≤85%（40℃）

　　工作电源： AC 220V±10%， 50Hz

　　输出功率： ≤15W

　　连续工作时间： 8h

　　? 技术参数：

　　1） 充氩夫兰克-赫兹管， 不需加热。

　　2） 分辨率：电压0.1V， 微电流10-9A。

　　3） 动态显示：普通示波器直接观察， 直观演示实验过程的动态谱峰。

　　4） 面板设计新颖：仪器工作采用图板标识， 实验数据无须切换， 以数字表全部展现。

　　5） 工作方式广：手动、半自动实验方式齐全， 预留升级空间。

　　6） 夫兰克-赫兹管：

　　管子 氩管

　　结构 4级

　　寿命 ≥3000h

　　7） 工作电压：

　　灯丝电压(UH ): DC 0～5 V±1%

　　一栅电压(UG1K): DC 0～5 V±1%

　　二栅电压(UG2K): DC 0～120V±1%

篇六 ：弗兰克赫兹实验报告

　　近

　　代物理实验

　　题目

　　班级 09物理

　　学号 姓名 指导教师

　　弗兰克赫兹实验

　　实验背景：19xx年， 德国物理学家夫兰克和赫兹对勒纳用来测量电离电位的实验装置作了改进。他们采 1

　　取慢电子(几个到几十个电子伏特)与单元素气体原子碰撞的办法， 着重观察碰撞后电子发生什么变化(勒纳则观察碰撞后离子流的情况)。通过实验测量， 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， 独立证明了原子波尔理论的正确性， 由此获得了19xx年诺贝尔物理学奖。

　　一、实验目的

　　1. 通过测定汞原子的第一激发点位， 证明原子能级的存在。

　　2. 学习测量微电流的方法。

　　二、实验原理

　　（一）原子能级

　　根据玻尔理论， 原子只能处在一些不连续的定态中， 每一定态相应于一定的能量， 常称为能级。受激原子在能级间跃迁时， 要吸收或发射一定频率的光子。然而， 原子若与具有一定能量的电子发生碰撞， 也可使原子从低能级跃迁到高能级。夫兰克－赫兹实验正是利用电子与原子的碰撞实现这种跃迁的。电子在加速电压Ｕ的作用下获得能量， 表现为电子的动能错误！未找到引用源。， 当eU?mv2/2?En?Em时， 即可实现跃迁。若原子吸收能量eU0错误！未找到引用源。。从基态跃

　　迁到第一激发态， 则错误！未找到引用源。称U0为第一激发电位或中

　　肯电位。

　　汞原子基态之上的最低一组能级如右图所示。汞原子基态为由二个

　　6s 电子组成的错误！未找到引用源。， 较近的激发态为由一个6s 电子

　　和一个6p 的电子构成的错误！未找到引用源。单能级和错误！未找到

　　引用源。，  错误！未找到引用源。和错误！未找到引用源。组成的三

　　能级。只有P1错误！未找到引用源。为允许自发跃迁态：P1?S0,

　　发出波长为253.7nm的紫外光， 对应能量为错误！未找到引用源。。错

　　误！未找到引用源。 和错误！未找到引用源。为亚稳态， 因P1?S0错误！未找到引用源。的跃迁属于禁戒跃迁， 所以通常把错误！未找到引用源。态称为汞的第一激发态。

篇七 ：夫兰克-赫兹实验报告

　　夫兰克—赫兹实验

　　【实验背景】 19xx年丹麦物理学家波尔提出波尔原子模型理论， 认为有原子能级存在。光谱学的研究证明了原子能级的存在。19xx年， 德国物理学家夫兰克和赫兹对勒纳用来测量电离电位的实验装置作了改进， 他们采取慢电子(几个到几十个电子伏特)与单元素气体原子碰撞的办法， 着重观察碰撞后电子发生什么变化(勒纳则观察碰撞后离子流的情况)。通过实验测量， 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， 独立证明了原子波尔理论的正确性， 由此两人获得了19xx年诺贝尔物理学奖。

　　【摘要】采取慢电子与稀薄气体原子碰撞的办法， 使原子从低能级激发到高能级。通过测量电子和原子碰撞时交换某一定值的能量， 观察测量到了汞的激发电位和电离电位， 证明了原子内部量子化能级的存在独立证明了原子波尔理论的正确性， 

　　【关键词】 原子能级 夫兰克—赫兹实验 激发电位

　　【正文】

　　一、实验目的

　　1. 通过测定汞原子的第一激发电位， 证明原子能级的存在。

　　2. 学习测量微电流的方法。

　　二、实验仪器

　　电脑化X—Y 记录仪， FH—II 型夫兰克—赫兹实验仪

　　三、基本知识：

　　1、原子能级

　　根据玻尔理论， 原子只能处在一些不连续的定态中， 每一定态相应于一定的能量， 常称为能级。受激原子在能级间跃迁时， 要吸收或发射一定频率的光子。然而， 原子若与具有一定能量的电子发生碰撞， 也可使原子从低能级跃迁到高能级。夫兰克－赫兹实验正是利用电子与原子的碰撞实现这种跃迁的。电子在加速电压Ｕ的作用下获得能量， 表现为电子的动能mv2/2， 当eU?mv2/2?En?Em时， 即可实现跃迁。若原子吸收能量eU0。从基态跃迁到第一激发态， 则称U0为第一激发电位或中肯电位。

　　2、波尔原子理论：

　　（1）电子在原子中， 可以在一些特定的圆轨道上运动而不辐射电磁波， 这时原子处于稳定状态（简称定态）， 并具有一定的能量。

篇八 ：弗兰克-赫兹实验报告及数据处理

　　华东交通大学弗兰克-赫兹试验数据及数据处理

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