弗兰克—赫兹实验信息安全07级姓名:郑昉昱学号:PB07210422时间:11-22实验名称：弗兰克—赫兹实验实验目的：利用电子碰撞原子的方法，观察并测量汞的激发电位和电离电位，从而证明原子能级的存在。实验原理：1、电子与气态Hg原子的碰撞为了实现原子从低能级到高能级的跃迁,可以使具有一定能量的电子和原子发生碰撞.这是最容易实现Franck-Hertz实验的方法.若与之发生碰撞的电子是在电势V的加速下,速度从零增加到v,则当电子的能量满足:时,电子将全部的能量交换给原子.由于两个能级之间的能量差是有确定的值,对应的电压就有确定的大小,当原子吸收电子的能量从基态跃迁到第一激发态时,相就的电压值称为原子的第一激发电位.实验中就是测量汞原子的第一电位差.2、Hg原子能级下图是Hg的谱图.其中61S0（0ev）为基态，63P1（4.9ev）为激发态，63P0（4.7ev）、63P2（5.47ev）为亚稳态.85分3、实验装置实验中用F-H管来测量汞原子的第一激发电位.原理图如下: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，G1、G2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。实验曲线：1.碰撞过程及能量交换此过程在G1G2空间发生，在加速场的作用下，电子获得动能与原子的弹性碰撞中，电子总能量损失较小，在不断的加速场作用下，电子的能量逐渐增大，就有可能与原子发生非弹性碰撞，使原子激发到高能态，电子失去相对应的能量，使其不能到达A从而不能形成电流。VGK2=4.7V，使原子激发到63P0，此态较稳定，不容易再产生跃迁，故不容易观察到这个吸收。VGK2=4.9V，使原子激发到63P1，引起共振吸收，电子速度几乎为零，电子不能到达A，形成第一个峰。VGK2=9.8V，电子与原子发生两次非弹性碰撞，在G2处失去动能，形成第二个峰。VGK2=4.9nV，将形成第n个峰。实验内容：1、测量汞的第一激发电位1）先将温度调到设定值，（T=157）打开温控电源，加温指示灯on亮（绿色），到设定温度off指示灯亮（红色）。2）将Vf，VG1K，VG2P，VG2K的旋钮调到最小，到设定温度后，再打开两仪器电源，然后据炉上标签设定各电压值，这时可以调节的值，每次增加0.5V，进而读出的值（单位：10-8A）。2、测量氩的第一激发电位1）接通电源，开关调到自动，观察示波器上的曲线，调节相关实验参数，直到示波器上显示的曲线图接近完美。2）将开关调到手动，保持已调好得参数不变，将调到最小，使之从0开始变化，每次增加0.05（...
