弗兰克一赫兹实验 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-Ua2k曲线上的各谷点电流随Uak的增大而增大? 答:电子与汞原子的碰撞有一定的几率,总会有一些电子逃避了碰撞, 穿过栅极而到达板极。随着UGxκ的增大,这些电子的能量增大,因此在l2A Ua2k曲线上的各谷点电流也随着增大 第1页共2页
第 1 页 共 2 页 弗兰克—赫兹实验 [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？ 答：电子与汞原子的碰撞有一定的几率，总会有一些电子逃避了碰撞， 穿过栅极而到达板极。随着 UG2K的增大，这些电子的能量增大，因此在 IG2A －UG2K曲线上的各谷点电流也随着增大
实验后思考题 1、温度对充汞F一H管的I2A-U2k曲线有什么影响? 答:当温度过大时,单位体积内的汞原子数增加,电子的平均自由程减 小,电子与汞原子的碰撞次数增加,因此,在整个加速过程中,弹性碰撞 的总能量损失相应增大,其L2A电流减小。 2、在la2A-Uωk曲线上,为什么对应板极电流l2κ第一个峰的加速电压 UGxk不等于49V? 答:对应板极电流Iωxκ第一个峰的加速电压Uωxκ不等于4.9V的主要原 因是:由于阴极与栅极不是由同一种材料组成,其间存在接触电势差。 3、如何利用该套实验设备测出汞原子的电离电势? 答:利用该套实验设备测量汞原子的电离电势的方法是:降低炉温,重 新选择Uωⅸκ、UωA,谨慎地选择灯丝电压,使得在第二个第一激发电位峰 出现后即出现电离峰,以电离曲线中的第一个峰(对应49V)为定标标准, 求出电离峰与第一峰的距离,即可知电离电位。或在不改变温度的情况下, 选择合适的UGi、Uω,遏止全部电子,将全部离子拉向板极,测量离子 电流与Ua2k的曲线,则该曲线拐点处即为电离电位。 第2页共2页
第 2 页 共 2 页 [实验后思考题] 1、温度对充汞 F－H 管的 IG2A－UG2K曲线有什么影响？ 答：当温度过大时，单位体积内的汞原子数增加，电子的平均自由程减 小，电子与汞原子的碰撞次数增加，因此，在整个加速过程中，弹性碰撞 的总能量损失相应增大，其 IG2A电流减小。 ２、在 IG2A－UG2K 曲线上，为什么对应板极电流 IG2K 第一个峰的加速电压 UG2K不等于 4.9V？ 答：对应板极电流 IG2K第一个峰的加速电压 UG2K不等于 4.9V 的主要原 因是：由于阴极与栅极不是由同一种材料组成，其间存在接触电势差。 ３、 如何利用该套实验设备测出汞原子的电离电势？ 答：利用该套实验设备测量汞原子的电离电势的方法是：降低炉温，重 新选择 UG1K、UG2A，谨慎地选择灯丝电压，使得在第二个第一激发电位峰 出现后即出现电离峰，以电离曲线中的第一个峰（对应 4.9V）为定标标准， 求出电离峰与第一峰的距离，即可知电离电位。或在不改变温度的情况下， 选择合适的 UG1K、UG2A，遏止全部电子，将全部离子拉向板极，测量离子 电流与 UG2K的曲线，则该曲线拐点处即为电离电位