5,弗兰克-赫兹(F-H)实验中弱电流的测量 弗兰克-赫兹实验中达到板极的电流极弱，约为108~10A,对电流计的灵敏度要求较 高，若采用电流计，则它的内阻较大(102~103Ω)，对原电路有影响.故本实验采用运算 放大电路（图8）对弗兰克赫兹实验中的板极电流进行测量. 【实验仪器】 弗兰克-赫兹实验组合仪，运算放大器(LF3140),±15V稳压电源，数字万用表，实 验接线板，电阻和电容等 弗兰克-赫兹实验组合仪（图9）包括： 1.F-H管电源组：用来提供F-H管各极所需的工作电压 灯丝电压 直流1~5V连续可调 正向小电压'GK 直流0~5V连续可调 减速电压VG2P 直流0~15V连续可调 2.扫描电源及微电流放大器： 提供0~90伏的可调直流电压或扫描输出锯齿波电压，作为F-H管的加速电压.该装 置具有“手动”，“自动扫描”两种工作方式，在“手动”方式时 加速电压VG2x 直流090伏连续可调 微电流放大器 106A,10A,108A档 3.F-H管、加热炉和控温装置装置 实验中使用的FH管有两种.一种是充氩气，另一种是充汞的（高纯汞液），它需要加 热如炉和控温装置配合才能正常工作.汞管安装在加热炉内.前面板画有F-H管示意图.F-H 管内各电极己引到前面板的接线柱上.炉顶有小孔安装温度计，温度计须和控温装置配合 使用.通过后面板的玻璃窗口可观察到内部的F-H管. 温控范围 120℃~200℃±3℃ 【实验内容】 实验测定氩管的p~G2K曲线， 观察原子能量量子化情况，并由此求 出管中Ar原子的第一激电位， 100K 1.连接弗兰克-赫兹实验组合仪 电路： 2.根据图8连接放大电路，将 10 从F-H管板极输出的电流作为运算 放大器的输入电流： 3.根据仪器说明书提供的参数 设置电源组各电压值（实验条件如W? 压电 ~2V,VG1K~1V): 4.用手动方法改变VG2K,同时 图9实验装置图 观察万用表上的1变化： 5.适当调整实验条件使微电流计能出现5~6个峰，且峰谷明显： -35-5．弗兰克-赫兹（F-H）实验中弱电流的测量 弗兰克-赫兹实验中达到板极的电流极弱，约为 10-8～10-7A，对电流计的灵敏度要求较 高，若采用电流计，则它的内阻较大（102 ～103 Ω），对原电路有影响．故本实验采用运算 放大电路（图 8）对弗兰克-赫兹实验中的板极电流进行测量． 【实验仪器】 弗兰克-赫兹实验组合仪，运算放大器（LF3140），±15 V 稳压电源，数字万用表，实 验接线板，电阻和电容等． 弗兰克-赫兹实验组合仪（图 9）包括： 1．F-H 管电源组：用来提供 F-H 管各极所需的工作电压 灯丝电压VF 直流 1～5 V连续可调 正向小电压VG1K 直流 0～5 V连续可调 减速电压VG2P 直流 0～15 V连续可调 2．扫描电源及微电流放大器： 提供 0～90 伏的可调直流电压或扫描输出锯齿波电压，作为 F-H 管的加速电压．该装 置具有“手动”，“自动扫描”两种工作方式，在“手动”方式时 加速电压VG2K 直流 0～90 伏连续可调 微电流放大器 10-6A，10-7A，10-8A档 3．F-H 管、加热炉和控温装置装置 实验中使用的 F-H 管有两种．一种是充氩气，另一种是充汞的（高纯汞液），它需要加 热如炉和控温装置配合才能正常工作．汞管安装在加热炉内．前面板画有 F-H 管示意图．F-H 管内各电极已引到前面板的接线柱上．炉顶有小孔安装温度计，温度计须和控温装置配合 使用．通过后面板的玻璃窗口可观察到内部的 F-H 管． 温控范围 120℃～200℃±3℃ 【实验内容】 20 mA 实验测定氩管的IP～VG2K曲线， 观察原子能量量子化情况，并由此求 出管中Ar原子的第一激电位． IP 1．连接弗兰克-赫兹实验组合仪 电路； 2．根据图 8 连接放大电路，将 从 F-H 管板极输出的电流作为运算 放大器的输入电流； 3．根据仪器说明书提供的参数 设置电源组各电压值（实验条件如VF ～ 2 V，VG1K ～1 V）； 4．用手动方法改变VG2K，同时 观察万用表上的IP变化； 5．适当调整实验条件使微电流计能出现 5～6 个峰，且峰谷明显； f 15 V 15 V 直流 稳压电源 15 15 图 9 实验装置图 - 35 -