弗兰克-赫兹实验PB05204044张雯实验组别：20实验目的：了解弗兰克-赫兹实验原理和实验装置，用电子碰撞原子的方法测量到汞的激发电位和电离电位，证实原子存在定态能级。实验仪器：弗兰克-赫兹实验装置实验原理：下图是弗兰克-赫兹实验的装置图F-H管内先注入少量汞，再抽成真空，在一定温度下，得到合适压强的汞蒸气。电子由阴极K出发，受第二栅极G2正电压作用加速，在管中与汞原子碰撞。逐渐增加KG2电压，观察屏极电流。发现电流逐渐增加，但每增加4.9V，都出现一次电流陡降。第一次陡降出现在4.1V左右，是由于仪器的接触电势所致。具有4.9eV的电子与汞原子碰撞，将全部能量传递给汞原子，使其处于4.9eV的激发态。再增大电压，电子在F-H管中发生第二次、第三次…碰撞，屏极电流都会陡降。G1的作用：控制电子束电流并消除阴极附近电子聚集。屏极A与G2间有负电压，使得与汞原子发生非弹性碰撞二损失了能量的电子不能到达A极。而G1与G2间距较大，使电子与气体有较大的碰撞区域。原始数据与手写预习报告：（已递交）数据处理：(1)由原始数据可得下表（上升曲线）次数物理量12345678910/V7.512.116.821.626.031.536.541.646.451.2/V24.024.424.824.825.2表1峰值表a)计算的平均值及不确定度因此，有V统计计算结果V的A类不确定度：P=0.95n=5取=2.78的B类不确定度：合成不确定度：（P=0.95）b)计算汞的第一激发电位及其不确定度由公式得汞的第一激发电位V又V（P=0.95）依据不确定度传递规律，得到的合成不确定度公式V(P=0.95)综上，实验测得汞的第一激发电位V(P=0.95)c)由原始数据表一可作出-上升曲线，如图：(2)由原始数据可得下表（下降曲线）表2峰值表a)计算的平均值及不确定度因此，有V统计计算结果V的A类不确定度：P=0.95n=5取=2.78次数物理量12345678910/V52.146.841.836.431.326.421.616.412.16.8/V25.725.225.424.324.5的B类不确定度：合成不确定度：（P=0.95）b)计算汞的第一激发电位及其不确定度由公式得汞的第一激发电位V又V（P=0.95）依据不确定度传递规律，得到的合成不确定度公式V(P=0.95)综上，实验测得汞的第一激发电位V(P=0.95)c)由原始数据表一可作出-下降曲线，如图：(3)由以上结果可得汞的第一激发电位：V误差分析：(1)由于从灯丝发出的热电子速度具有统计规律，使得实验曲线的峰有一定宽度的分布，它给峰位的确定造成误差。在实验中尽管很缓慢地改变电压，但对峰值的确定仍有误差。(2)由于亚稳态的存在，以及原子的顺次激发、光电效...
