1夫兰克-赫兹实验.ppt

* * 夫兰克—赫兹实验 武汉科技学院理学院 物理实验教学中心 实验目的 一、测量氩原子的第一激发电位，证明原子能级的存在，加深对原子结构的理解； 二、了解夫兰克—赫兹实验的设计思想和基本方法。 实验原理 玻尔理论 一、定态假设：原子只能处在稳定 状态(定态)中，每一状态对应确定 能量值Ei，且能量值是分立的，不 连续的； 二、频率定则：当原子从一定态过 渡到另一定态时，就吸收或放出一 定频率的电磁辐射。 原子状态的改变 一、原子本身吸收或放出电磁辐射； 二、原子与其他粒子发生碰撞而交换能量时。 本实验利用具有一定能量的电子与氩原子碰撞，从而实现氩原子能量的改变。 电子通过加速电场获得能量 电子与基态原子的碰撞 原子基态与第一激发态能级间隔 ΔE=eU0 (U0称为第一激发电位)。 当加速电压UU0时，电子能量不足以使原子激发，此时它们发生 弹性碰撞，原子状态不变。 当加速电压UU0时，将发生非弹性碰撞，电子将损失大部分能量， 使原子跃迁到第一激发态。被激发的原子短时间后即会回到基态， 并以电磁辐射的形式释放能量。 UG2 UP K X G1 UG1 G2 A K G1 G2 A μA UG1 UG2 UP UF U F IP 仪器原理图 电子到达G2极时的能量与加速电压的关系 实验曲线 U1 U2 U3 U4 U5 U6 U0 = Ui+1 — Ui 实验仪器 示波器 夫兰克-赫兹实验仪 电流显示 加速电压 电压调节