franck-hertz實(shí)驗(yàn)的物理過程_物理論文

1、FranckHertz實(shí)驗(yàn)的物理過程實(shí)驗(yàn)的物理過程_物理論文物理論文FranckHertz實(shí)驗(yàn)是一個(gè)經(jīng)典的近代物理實(shí)驗(yàn)，歷史上它作為原子內(nèi)部能量量子化的有效證明而聞名于世。Franck和Hertz也因此獲得了1925年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。直到現(xiàn)在，F(xiàn)ranckHertz實(shí)驗(yàn)仍然是一個(gè)必不可少的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)?zāi)酥两锢韺?shí)驗(yàn)。由于對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置的不斷改進(jìn)和計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集技術(shù)的應(yīng)用，這個(gè)實(shí)驗(yàn)的操作顯得并不困難。因此，如果僅僅是把實(shí)驗(yàn)定位在復(fù)制標(biāo)準(zhǔn)的

2、實(shí)驗(yàn)結(jié)果，或者僅僅滿足于通過改變各個(gè)實(shí)驗(yàn)參量，從現(xiàn)象上來觀察FranckHertz曲線的變化規(guī)律，作為近代物理實(shí)驗(yàn)就失去了它的意義。事實(shí)上，這個(gè)實(shí)驗(yàn)還有進(jìn)一步改進(jìn)和提高的空間。首先，似乎還沒有人對(duì)FranckHertz管中發(fā)生的物理過程以及FranckHertz曲線來源問題提出過一個(gè)比較直觀、又被廣泛接受的描述。因此很多同學(xué)在初次接觸這個(gè)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，只是按部就班地操作、記錄現(xiàn)象，并沒有對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)的物理過程有一個(gè)直觀的了解和把握。而實(shí)驗(yàn)者

3、如果沒有這樣一個(gè)整體把握，那么對(duì)各種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋就很難深入。第二，在FranckHertz實(shí)驗(yàn)中還有一些現(xiàn)象有待進(jìn)一步的討論和解釋，比如，F(xiàn)ranckHertz曲線的峰間距隨著加速電壓的增加而持續(xù)增大這個(gè)現(xiàn)象是被普遍觀察和注意到的。但是由于不明白其中的物理原因物理論文物理論文，在處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的時(shí)候，實(shí)驗(yàn)者往往選擇取平均值的方法得到結(jié)果。甚至為了得到預(yù)期的好結(jié)果，會(huì)努力去調(diào)整實(shí)驗(yàn)參數(shù)以便使得到的平均值能夠盡量接近4.9eV大問題做出了他

4、們的解釋。我們認(rèn)為，首先這段額外的加速過程是存在的，因?yàn)椴荒鼙ＷC電子一旦加速到汞原子第一激發(fā)態(tài)的能量就立刻能與汞原子發(fā)生非彈性碰撞而激發(fā)汞原子；其次，我們認(rèn)為電子在與汞原子發(fā)生非彈性碰撞后，其能量并不能完全轉(zhuǎn)移，而只是轉(zhuǎn)移相應(yīng)激發(fā)態(tài)的能量，也就是說，碰撞后的電子還有剩余能量；第三物理論文物理論文，對(duì)汞原子各能級(jí)的激發(fā)的影響應(yīng)當(dāng)分別考慮（在我們的實(shí)驗(yàn)條件下，主要考慮較低的三個(gè)激發(fā)態(tài)，即63P0，63P1和63P2。而不考慮有其它高激發(fā)態(tài)參

5、與的情況）。基于這幾點(diǎn)考慮，我們得到了對(duì)FranckHertz管中的物理過程的全面認(rèn)識(shí)，并成功地解釋了FranckHertz曲線的峰間距增大現(xiàn)象。II、實(shí)驗(yàn)裝置和原理實(shí)驗(yàn)中我們所用的是復(fù)旦雙柵柱面型四極式充汞FranckHertz管。它由陰極K，柵極G1、G2和收集極P組成。柵極G1、G2由鉬絲繞制，G1表面鍍金。各極間的距離分別約為0.3mm（G1K）、5mm（G1G2）和1mm（G2P）。圖1是實(shí)驗(yàn)原理圖和復(fù)旦FranckHertz