篇一 :弗兰克赫兹实验思考题

1.弗兰克-赫兹实验的特殊伏安特性曲线说明了什么?试简述该实验的物理过程

玻尔原子模型理论指出:

1. 原子只能处在一些不连续的稳定状态(定态)中,其中每一定态相应于一定的能量Ei(i=1, 2, 3, …m…n)。

2.当一个原子从某定态Em跃迁到另一定态En时,就吸收或辐射一定频率的电磁波,频率的大小决定于两定态之间的能量差En—Em,并满足以下关系:

h=En—Em

式中普朗克常数h=6.63×10-34J·s。

原子在正常情况下处于基态,当原子吸收电磁波或受到其他有足够能量的粒子碰撞而交换能量时,可由基态跃迁到能量较高的激发态。从基态跃迁到第一激发态所需要的能量称为临界能量。当电子与原子碰撞时,如果电子能量小于临界能量,则发生弹性碰撞,电子碰撞前后能量不变,只改变运动方向。如果电子动能大于临界能量,则发生非弹性碰撞,这时电子可把数值为△E=En—E1的能量交给原子(En是原子激发态能量,E1是基态能量),其余能量仍由电子保留。

如初始能量为零的电子在电位差为U0的加速电场中运动,则电子可获得的能量为eU0;如果加速电压U0恰好使电子能量eU0等于原子的临界能量,即eU0=E2—E1,则U0称为第一激发电位,或临界电位。测出这个电位差U0,就可求出原子的基态与第一激发态之间的能量差E 2—E 1。

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篇二 :弗兰克—赫兹实验思考题答案

弗兰克—赫兹实验思考题答案

[预习思考题]

1、              什么是能级?玻尔的能级跃迁理论是如何描述的?

答:在玻尔的原子模型中,原子是由原子核和核外电子所组成,原子核

位于原子的中心,电子沿着以核为中心的各种不同直径的轨道运动。在一定轨道上运动的电子,具有对应的能量,轨道不同,能量的大小也不相同。这些与轨道相联系、大小不连续的能量构成了能级。

    当原子状态改变时,伴随着能量的变化。若原子从低能级En跃迁到高能级Em,则原子需吸收一定的能量,该能量的大小为△E:

              △E=Em-En

若电子从高能级Em跃迁到低能级En,则原子将放出能量△E。

2、              为什么IG2A-UG2K曲线上的各谷点电流随UG2K的增大而增大?

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篇三 :弗兰克赫兹实验思考题2

弗兰克赫兹实验思考题

一、解释伏安特性曲线的奇特性。

1.玻尔提出的量子理论指出:

⑴ 原子只能较长久地停留在一些稳定状态(简称定态),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,其数值是彼此分立的,这些能量值称为能级,最低能级所对应的状态称为基态,其他高能级所对应的态称为激发态。原子的能量不论通过什么方式发生改变,它只能使原子由一个定态跃迁到另一个定态。

⑵ 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。如果用EmEn代表有关两定态的能量,辐射的频率ν确定于普朗克公式:

                          (8-1)

式(8-1)中的h为普朗克常数,其值为6.6260×10-34J·s。

    为了使原子从低能级向高能级跃迁,可以通过具有一定频率ν的光子来实现,也可以通过具有一定能量的电子与原子碰撞(非弹性碰撞)进行能量交换的方法来实现。后者为本实验采用的方法。设初速度为零的电子在电势差为V的加速电场作用下,获得eV的能量。在充氩气的夫兰克—赫兹管中,具有一定能量的电子将与氩原子发生碰撞。如果以E0代表氩原子的基态能量,E1代表氩原子的第一激发态的能量,当电子与氩原子相碰撞时传递给氩原子的能量恰好是

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篇四 :弗兰克赫兹实验思考题

课后思考题

1. 二极管内Ar原子被激发,原子存在能级,原子只能停留在一定的状态上,原子辐射是只能发射一定频率的光。

2.如果以E0代表氩原子的基态能量,E1代表氩原子的第一激发态的能量,当电子与氩原子相碰撞时传递给氩原子的能量恰好是??0=?????,则氩原子就会从基态跃迁到第一激发态,而相应的电势差V0称为氩原子的第一激发电位。从第一激发态跃迁到第二激发态相应的电势差就是第二激发电位。

3.稀有气体。

4. 三极管,全称应为半导体三极管,也称双极型晶体管,晶体三极管,是一种电流控制电流的半导体器件·其作用是把微弱信号放大成辐值较大的电信号, 也用作无触点开关。晶体三极管,是半导体基本元器件之一,具有电流放大作用,是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结,两个PN结把整块半导体分成三部分,中间部分是基区,两侧部分是发射区和集电区,排列方式有PNP和NPN两种。四极管种类很多,常见的有:束射四极管,直热四极管和多子四极管等。 四极管,有音色浑厚,具有速度感等特点,实际上纯粹意义的四极管只是在电子管的发展史上作为验证管出现过而没有进入实用,这是另一话题不去说它,下面就说前面提及的目前在商品功放里超过半数以上的机种用的这东西----束射四极管。

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篇五 :弗兰克赫兹实验思考题 (1)

1、夫兰克-赫兹实验中,发生什么过程导致U-I曲线?

玻尔原子模型理论指出:

1. 原子只能处在一些不连续的稳定状态(定态)中,其中每一定态相应于一定的能量Ei(i=1, 2, 3, …m…n)。

2.当一个原子从某定态Em跃迁到另一定态En时,就吸收或辐射一定频率的电磁波,频率的大小决定于两定态之间的能量差En—Em,并满足以下关系:

h=En—Em

式中普朗克常数h=6.63×10-34J·s。

原子在正常情况下处于基态,当原子吸收电磁波或受到其他有足够能量的粒子碰撞而交换能量时,可由基态跃迁到能量较高的激发态。从基态跃迁到第一激发态所需要的能量称为临界能量。当电子与原子碰撞时,如果电子能量小于临界能量,则发生弹性碰撞,电子碰撞前后能量不变,只改变运动方向。如果电子动能大于临界能量,则发生非弹性碰撞,这时电子可把数值为△E=En—E1的能量交给原子(En是原子激发态能量,E1是基态能量),其余能量仍由电子保留。

如初始能量为零的电子在电位差为U0的加速电场中运动,则电子可获得的能量为eU0;如果加速电压U0恰好使电子能量eU0等于原子的临界能量,即eU0=E2—E1,则U0称为第一激发电位,或临界电位。测出这个电位差U0,就可求出原子的基态与第一激发态之间的能量差E 2—E 1。

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篇六 :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    09物理2 班                  实验日期 2012 11 15

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

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篇七 :弗兰克赫兹实验思考题

弗兰克赫兹实验思考题

2010211018 伍云天

1、解释伏安特性曲线的奇特性?

玻尔的原子理论指出:①原子只能处于一些不连续的能量状态E1、E2……,处在这些状态的原子是稳定的,称为定态。原子的能量不论通过什么方式发生改变,只能是使原子从一个定态跃迁到另一个定态;②原子从一个定态跃迁到另一个定态时,它将发射或吸收辐射的频率是一定的。如果用Em和En分别代表原子的两个定态的能量,则发射或吸收辐射的频率由以下关系决定:   hv=|Em-En|   式中:h为普朗克常量。   

原子从低能级向高能级跃迁,也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来实现。本实验即让电子在真空中与氩蒸气原子相碰撞。设氩原子的基态能量为E1,第一激发态的能量为E2,从基态跃迁到第一激发态所需的能量就是E2-E1。初速度为零的电子在电位差为U的加速电场作用下具有能量eU,若eU小于E2-E1这份能量,则电子与氩原子只能发生弹性碰撞,二者之间几乎没有能量转移。当电子的能量eU≥E2-E1时,电子与氩原子就会发生非弹性碰撞,氩原子将从电子的能量中吸收相当于E2-E1的那一份,使自己从基态跃迁到第一激发态,而多余的部分仍留给电子。设使电子具有E2-E1能量所需加速电场的电位差为U0,则   eU0=E2-E1   式中:U0为氩原子的第一激发电位(或中肯电位),是本实验要测的物理量。

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篇八 :大学物理实验报告 弗兰克赫兹实验

为了研究原子内部的能量时态问题,弗兰克和赫兹使用简单而有效的方法,用低速电子去轰击原子,观察它们之间的相互作用和能量传递过程,从而证明原子内部量子化能级的存在。

实验要求:

n        通过对汞原子第一激发电位测量,了解弗兰克和赫兹在研究原子内部能量量子化方面所采用的实验方法。

n        了解电子与原子碰撞和能量交换过程的微观图像。

理论基础

n        Hg原子能级

其中61S00ev)为基态,63P14.9ev)为激发态,63P04.7ev)、63P25.47ev)为亚稳态

实现能级跃迁,吸收光子

原子与电子碰撞

处于激发态的原子不稳定,发射光子回到低能态。

n        原理图

F-H管内充汞,灯丝加热K使其发射电子,G1控制通过G1的电子数目,G2加速电子,G1G2空间较大,提供足够的碰撞概率,A接收电子,AG2加一扼止电压,使失去动能的电子不能到达,形成电流。

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