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弗兰克赫兹实验(弗兰克赫兹实验管的IA-Ugk曲线为什么是起伏上升的)
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发布时间:2020-12-06加入收藏来源:互联网点击:
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弗兰克赫兹实验曲线为什么起伏上升?
因为当加速电压很低,小于4.9伏特V时,随着电压的增加,抵达阳极的电流也平稳地单调递增。当电压在4.9伏特时,电流猛烈地降低,几乎降至0安培,继续增加电压。再一次,同样地,电流也跟随着平稳地增加,直到电压达到9.80伏特。
这个事实直接证明了汞原子具有玻尔所设想的那种“完全确定的、互相分立的能量状态”,是对玻尔的原子量子化模型的第一个决定性的证据。
实验结果诠释:
由于是纯弹性碰撞,系统内的总动能大约不变。又因为电子的质量超小于水银原子的质量,电子能够紧紧地获取大部分的动能。
增加电压会使电场增加,刚从阴极发射出来的电子,感受到的静电力也会加大。电子的速度会加快,更有能量地冲向栅极。所以,更多的电子会冲过栅极,抵达阳极。因此安培计读到的电流也会单调递增。
参考资料来源:
百度百科-弗兰克—赫兹实验
弗兰克赫兹实验误差分析是什么?
此实验主要由以下几点产生误差:由于预热不足,使测量值产生误差;在实验时,由于电压的步差不可能连续,故测量的峰值会有一定的误差;由于仪器老化,数据不够精确;画出氩的IP-VG2曲线是一个比较粗糙的过程,容易产生误差;需要测量的数据较多,容易计算错误。
1924年诺贝尔物理学奖授予德国格丁根大学的弗兰克(JamesFranck,1882—1964)和哈雷大学的G.赫兹(GustavHertz,1887—1975),以表彰他们发现了原子受电子碰撞的定律。
弗兰克-赫兹实验为能级的存在提供了直接的证据,对玻尔的原子理论是一个有力支持。弗兰克擅长低压气体放电的实验研究。1913年他和G.赫兹在柏林大学合作,研究电离电势和量子理论的关系。
用的方法是勒纳德(P.Lenard)创造的反向电压法,由此他们得到了一系列气体,例如氦、氖、氢和氧的电离电势。后来他们又特地研究了电子和惰性气体的碰撞特性。1914年他们取得了意想不到的结果,他们的结论是。
汞蒸气中的电子与分子进行弹性碰撞,直到取得某一临界速度为止;此临界速度可测准到0.1V,测得的结果是:这速度相当于电子经过4.9V的加速;可以证明4.9伏电子束的能量等于波长为2536的汞谱线的能量子;4.9伏电子束损失的能量导致汞电离,所以4.9伏也许就是汞原子的电离电势。
弗兰克和G.赫兹的实验装置主要是一只充气三极管。电子从加热的铂丝发射,铂丝外有一同轴圆柱形栅极,电压加于其间,形成加速电场。电子多穿过栅极被外面的圆柱形板极接受,板极电流用电流计测量。当电子管中充以汞蒸气时,他们观测到,每隔4.9V电势差,板极电流都要突降一次。如在管子里充以氦气,也会发生类似情况,其临界电势差约为21V。
本文到此结束,希望对大家有所帮助呢。
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