第41卷第12期大学物理Vol．41No．122022年12月COLLEGEPHYSICSDec．2022收稿日期:2022－03－31;修回日期:2022－04－28基金项目:北京市教改项目(202010007005)以及北京理工大学大创项目(BIT2021LH048)资助作者简介:姜雄飞(2001—)，男，辽宁丹东人，北京理工大学物理学院2019级本科生．通信作者:鲁长宏，E-mail:bitlch@bit．edu．cn弗兰克－赫兹管各电极电流特性分析姜雄飞，鲁长宏，李振，李成凯，李宇涵(北京理工大学物理学院，北京100081)摘要:对充氩气的弗兰克－赫兹管各个电极电流的测量发现，实验中阴极发射的电子绝大部分被第一栅极和第二栅极所吸收，只有很少的一部分形成了板极电流;第一、二栅极电压对阴极发射电子数量具有显著影响;第一栅极不但能吸收电子，在一定条件下还能发射电子．本文给出了F－H曲线随第一栅极电压先增大后减小的直接原因，以及F－H曲线谷值电流不为零的电子能量分布解释．关键词:弗兰克－赫兹实验;电子发射与吸收;电子能量分布中图分类号:O4－34文献标识码:A文章编号:1000-0712(2022)12-0060-06【DOI】10．16854/j．cnki．1000-0712．220170弗兰克－赫兹实验是物理学史上一个影响和意义深远的实验．实验结果发表之初，作为非光谱学的直接实验证明，有力地支持了玻尔的量子理论，推动了量子力学的发展，并因此获得了1925年的诺贝尔物理学奖［1，2］．之后的百年时间里，又在世界各地大学的物理实验室里，作为原子物理学和量子力学的引导性实验，让一代又一代物理学习者受益颇深［1－3］．这个实验的本质是用不同动能的慢电子和单原子气体分子碰撞［1］，来验证原子内部具有分立的能级．同时，这个实验也包含了很多非常有意义的物理概念和内容，如电子发射与吸收、平均自由程、碰撞截面、能量交换与能级跃迁、电子能量分布和光电效应等等．所以直到今天，在国内外的期刊上，仍能经常看到关于这个实验的研究和教学论文．1实验原理和仪器装置这个实验的一个特点是能以图像的形式，呈现原子内部的分立能级．弗兰克－赫兹曲线的形状和特性在实验中会受到很多因素的影响［4－10］，其中不少因素并没有得到很详尽或令人信服的分析，如阴极电子发射率的影响因素、各个电极对电子的发射和吸收、板极峰谷值电流的变化、电子的平均自由程与碰撞概率、反弹电子的去向、减速电压大小的影响、负谷值电流等．本文对实验室原有弗兰克－赫兹仪器稍加改进，增加了四个高精度的电流表，用来测量和研究实验中影响各个电极电流的各种因素，...
