弗兰克赫兹实验曲线为什么起伏上升?

2024-05-18 07:04

1. 弗兰克赫兹实验曲线为什么起伏上升?

因为当加速电压很低,小于 4.9伏特V时,随着电压的增加,抵达阳极的电流也平稳地单调递增。当电压在 4.9 伏特时,电流猛烈地降低,几乎降至 0 安培,继续增加电压。再一次,同样地,电流也跟随着平稳地增加,直到电压达到 9.80伏特。
这个事实直接证明了汞原子具有玻尔所设想的那种“完全确定的、互相分立的能量状态”,是对玻尔的原子量子化模型的第一个决定性的证据。

扩展资料实验结果诠释:
由于是纯弹性碰撞,系统内的总动能大约不变。又因为电子的质量超小于水银原子的质量,电子能够紧紧地获取大部分的动能。
增加电压会使电场增加,刚从阴极发射出来的电子,感受到的静电力也会加大。电子的速度会加快,更有能量地冲向栅极。所以,更多的电子会冲过栅极,抵达阳极。因此安培计读到的电流也会单调递增。
参考资料来源:百度百科-弗兰克—赫兹实验

弗兰克赫兹实验曲线为什么起伏上升?

2. 弗兰克赫兹实验曲线为什么起伏上升?

因为当加速电压很低,小于4.9伏特V时,随着电压的增加,抵达阳极的电流也平稳地单调递增。当电压在4.9伏特时,电流猛烈地降低,几乎降至0安培,继续增加电压。再一次,同样地,电流也跟随着平稳地增加,直到电压达到9.80伏特。
这个事实直接证明了汞原子具有玻尔所设想的那种“完全确定的、互相分立的能量状态”,是对玻尔的原子量子化模型的第一个决定性的证据。

扩展资料实验结果诠释:
由于是纯弹性碰撞,系统内的总动能大约不变。又因为电子的质量超小于水银原子的质量,电子能够紧紧地获取大部分的动能。
增加电压会使电场增加,刚从阴极发射出来的电子,感受到的静电力也会加大。电子的速度会加快,更有能量地冲向栅极。所以,更多的电子会冲过栅极,抵达阳极。因此安培计读到的电流也会单调递增。
参考资料来源:百度百科-弗兰克—赫兹实验

3. 弗兰克赫兹实验曲线为什么起伏上升

  弗兰克赫兹实验曲线起伏上升的原因是随着电子能量变大,电子和汞原子交替做弹性碰撞和非弹性碰撞,波峰代表弹性碰撞,损失能量少,电流就大,越过阈值后能量显著减小。
  电子的能量是4.9ev的整数倍数时,电子能量会被大量吸收,所以当电压加到4.9的整数倍时,电子被大量吸收,到达阳极的电子减少,电流减小。而当电压比如是7V吧,电子即使失去4.9ev的能量,剩余的能量还是可以使它运动,这样电流就会比较大,以此类推。当电压到达9.8v时,电子经过两次碰撞,损失能量后,无法到达阳极,电流就再一次达到极小值。

弗兰克赫兹实验曲线为什么起伏上升

4. 弗兰克赫兹实验说明了什么

1914年,弗兰克(James Franck,1882~1964)和赫兹(Gustar Hertz,1887~1975)在研究中发现电子与原子发生非弹性碰撞时能量的转移是量子化的。他们的精确测定表明,电子与汞原子碰撞时,电子损失的能量严格地保持4.9eV,即汞原子只接收4.9eV的能量。
这个事实直接证明了汞原子具有玻尔所设想的那种“完全确定的、互相分立的能量状态”,是对玻尔的原子量子化模型的第一个决定性的证据。由于他们的工作对原子物理学的发展起了重要作用,曾共同获得1925年的物理学诺贝尔奖 。
在本实验中可观测到电子与汞蒸汽原子碰撞时的能量转移的量子化现象,测量汞原子的第一激发电位,从而加深对原子能级概念的理解。
弗兰克-赫兹实验为能级的存在提供了直接的证据,对玻尔的原子理论是一个有力支持。弗兰克擅长低压气体放电的实验研究。1913 年他和G.赫兹在柏林大学合作,研究电离电势和量子理论的关系,用的方法是勒纳德(P.Lenard )创造的反向电压法,由此他们得到了一系列气体,例如氦、氖、氢和氧的电离电势。后来他们又特地研究了电子和惰性气体的碰撞特性。

5. 为什么弗兰克赫兹实验的第一个峰不明显

弗兰克赫兹实验的第一个峰不明显的原因:这是由于热电子溢出金属表面或者被电极吸收,需要克服一定的接触电势,其来源就是金属的溢出功,所以第一峰的位置会有偏差,但是两个峰对应的电势差就不会有这个偏差。
通过测量电流与电压的关系(仪器上的显示屏上会有),记录许多组数据,然后画出i-u曲线图,如有六个峰值,则数据有效,再用逐差法(对六个峰值对应的电压)计算出的电压u即为第一激发电位,这只是一个大致过程。

实验结果诠释
使用弹性碰撞和非弹性碰撞的理论,法兰克和赫兹给予了这实验合理的解释。当电压很低时,被加速的电子只能获得一点点能量。他们只能与水银原子进行纯弹性碰撞。这是因为量子力学不允许一个原子吸收任何能量,除非碰撞能量大于将电子跃迁至较高的能量量子态所需的能量。

为什么弗兰克赫兹实验的第一个峰不明显

6. 夫兰克-赫兹实验中,温度对夫兰克曲线有什么影响

一般说来,温度越高,热阴极发射的电子的平均动能越大,与被激发原子(我们做实验一般用汞原子)的碰撞几率越大,到达极板的电子越少,形成的板极电流越小.因此,若以板极电流I为纵坐标,F-H(夫兰克-赫兹)管的栅极电压为横坐标作图得I-U曲线,则温度升高,曲线整体下移,但不影响所测的第一激发电势(温度限制在一定范围内,如140摄氏度~180摄氏度)
  此外,温度还影响电子与汞原子碰撞平均自由程的变化;温度的大小决定汞原子低能级或高能级的激发,温度较高,平均自由程短,激发汞原子较低能级的几率大,反之,电子有可能去激发汞原子较高能级乃至使汞原子电离.

7. 弗兰克 赫兹实验曲线为什么呈周期性变化

随着电子能量变大,电子和汞原子交替做弹性碰撞和非弹性碰撞,波峰代表弹性碰撞,损失能量少,电流就大,越过阈值后能量显著减小。
在充汞的F-H管中,电子由热阴极发出,阴极K和第二栅极G2之间的加速电压UG2K使电子加速。第一栅极对电子加速起缓冲作用,避免加速电压过高时将阴极损伤。在板极P和G2间加反向拒斥电压UpG2。当电子通过KG2空间,如果具有较大的能量(≥eUpG2)就能冲过反向拒斥电场而达到板极形成板流,被微电流计pA检测出来。

扩展资料:
注意事项:
实验装置使用220V交流单相电源,电源进线中的地线要接触良好,以防干扰和确保安。
函数记录仪的X输入负端不能与Y输入的负端连接,也不能与记录仪的地线(⊥)连接,否则要损坏仪器。
实验过程中若产生电离击穿(即电流表严重过载现象)时,要立即将加速电压减少到零。以免损坏管子。
加热炉外壳温度较高,移动时注意用把手,导线也不要靠在炉壁上,以免灼伤和塑料线软化。
参考资料来源:百度百科-弗兰克—赫兹实验

弗兰克 赫兹实验曲线为什么呈周期性变化

8. 弗兰克-赫兹实验思考题

答案如下:
1不能,此时若没有减速电压,则碰撞后的电子将不能由电压而区分是否能够到达另一极,这是波峰应该是不规则的.
2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.
氩气是11.8v左右