弗蘭克-赫茲試驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告材料

1、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)驗(yàn)名稱：弗蘭克 -赫茲實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?觀察測(cè)量汞的激發(fā)電位和電離電位，探索原子結(jié)構(gòu).證明能級(jí)的存在.實(shí)驗(yàn)原理：原理圖：弗什克赫茲實(shí)驗(yàn)原理圖F-H管內(nèi)充汞，燈絲加熱K使其發(fā)射電子，Gi控制通過(guò)Gi的電子數(shù)目，G2加速電子, Gi、G2空間較大，提供足夠的碰撞概率，A接收電子，AG2加一扼止電壓，使失去動(dòng)能的電 子不能到達(dá)，形成電流。實(shí)驗(yàn)曲線:碰撞過(guò)程及能量交換此過(guò)程在G1G2空間發(fā)生，在加速場(chǎng)的作用下，電子獲得動(dòng)能，與原子的彈性碰撞中，電文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔子總能量損失較小，在不斷的加速場(chǎng)作用下，電子的能量逐漸增大，就有可能與原子發(fā)生非 彈性碰撞，使原子激發(fā)到高能態(tài)，電子失去相對(duì)

2、應(yīng)的能量，使其不能到達(dá)A從而不能形成電流。=4.7V,使原子激發(fā)到63P0,此態(tài)較穩(wěn)定，不容易再產(chǎn)生躍遷，故不容易觀察到這 個(gè)吸收。=4.9V,使原子激發(fā)到63P1,引起共振吸收，電子速度幾乎為零，電子不能到達(dá) A, 形成第一個(gè)峰。=9.8V,電子與原子發(fā)生兩次非彈性碰撞，在 G2處失去動(dòng)能，形成第二個(gè)峰。=4.9nV,將形成第n個(gè)峰。具體預(yù)習(xí)報(bào)告見紙質(zhì)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)步驟測(cè)量Hg的激發(fā)電位1連接電路，加熱Hg至157攝氏度，使Hg汽化2調(diào)節(jié)VF VG1K VG2P的值到指定值。3調(diào)節(jié)VG2k,觀察電流電壓變化，并記錄數(shù)據(jù)4先使Vg2k每次升高0.5V,記錄6-8個(gè)峰值，再逐漸減小，再記錄 6-8個(gè)

3、峰值5作出Ip-Vg2k圖像，并用逐差法求峰間距。文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)驗(yàn)記錄及做圖，數(shù)據(jù)處理試驗(yàn)一測(cè)量HgVF =1.6VVG1k =3.0VVP=1.V力口熱溫度 T=157'C電流上升時(shí)的U-I數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)次數(shù)123456789電壓G2 k /V3030.53131.53232.53333.534電流Ip/"18.02121.51812.5867.510.2實(shí)驗(yàn)次數(shù)101112131415161718電壓G2 k /V34.53535.53636.53737.53838.5電流Ip / NA15.520.52424.520.516.510.08.59.0實(shí)驗(yàn)次數(shù)192021

4、222324252627電壓G2 k /V3939.54040.54141.54242.543電流Ip / %14.018.020.021.522.023.518.513.511.0實(shí)驗(yàn)次數(shù)282930313233343536文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔電壓G2kN43.54444.54545.54646.54747.5電流Ip/"12.015.520.024.027.528.025.520.216.0實(shí)驗(yàn)次數(shù)373839404142434445電壓G2 k/V4848.54949.55050.55151.552電流I p / NA14.014.517.521.026.528.930.029

5、.025.5實(shí)驗(yàn)次數(shù)464748495051525354電壓G2k/V52.55353.55454.55555.55656.5電流I p / NA p21.019.019.521.025.029.032.034.033.0實(shí)驗(yàn)次數(shù)555657585960615263電壓G2k/V5757.55858.55959.56060.561電流Ip/A31.028.025.024.526.029.032.536.038.5實(shí)驗(yàn)次數(shù)646566676869707172文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔電壓G2kN61.56262.56363.56464.56565.5電流Ip/"39.037.034.031.

6、530.531.033.03640.0實(shí)驗(yàn)次數(shù)737475767778798081電壓G2 k /V6666.56767.56868.56969.570電流I p / NA42.042.542.040.038.537.037.039.041.0實(shí)驗(yàn)次數(shù)828384858687888990電壓G2 k /V70.57171.57272.57373.57474.5電流I p / NA p43.546.547.047.546.545.544.545.045.0實(shí)驗(yàn)次數(shù)919293949596979899電壓G2 k /V7575.57676.57777.57878.579電流Ip/A47.049.0

7、作出Ip -Vg2k圖像文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔電流上升時(shí)的Ip-Vg2k圖像第二個(gè)峰值可能是由于儀器原因?qū)е路逯当鹊谌齻€(gè)峰值還大，但還是認(rèn)為是 個(gè)峰值，并進(jìn)行計(jì)算處理。電流峰值以及對(duì)應(yīng)電壓值如下：電壓g2 k / V31.036.041.546515661.566.572電流Ip/” p21.524.523.528.530.034.039.042.547.5最后一個(gè)峰間距與其他數(shù)據(jù)差距較大，故舍去最終進(jìn)行計(jì)算的數(shù)據(jù)有電壓G2 k /V31.036.041.546515661.566.5逐差法求峰峰值間距1V =- 66.5 61.5 56 51 -46 -41.5 -36 -31.0；=5.03

8、V16文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔相對(duì)誤差V V標(biāo)準(zhǔn)A =V標(biāo)準(zhǔn)5.03-4.94.9=2.68%實(shí)驗(yàn)二電流下降時(shí)的U-I數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)次數(shù)123456789電壓g2 k / V7574.57473.57372.57271.571電流I p / NA p5049484849.55050.549.548實(shí)驗(yàn)次數(shù)101112131415161718電壓G2 k/V70.57069.56968.56867.56766.5電流Ip / NA p46424039404142.54444實(shí)驗(yàn)次數(shù)192021222324252627電壓G2 k/V6665.56564.56463.56362.562電流Ip / %434

9、137343333364042實(shí)驗(yàn)次數(shù)282930313233343536文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔電壓G2kN61.56160.56059.55958.55857.5電流Ip/"4342403630.529293135實(shí)驗(yàn)次數(shù)373839404142434445電壓G2 k/V5756.55655.55554.55453.553電流I p / NA404241403429262426實(shí)驗(yàn)次數(shù)464748495051525354電壓G2k/V52.55251.55150.55049.54948.5電流I p / NA p303640403731242019實(shí)驗(yàn)次數(shù)5556575859606

10、15263電壓G2k/V4847.54746.54645.54544.544電流Ip/A202631.5353733.52922.518實(shí)驗(yàn)次數(shù)646566676869707172文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔電壓G2kN43.54342.54241.54140.54039.5電流Ip/"141520.5263234322621實(shí)驗(yàn)次數(shù)737475767778798081電壓G2 k /V3938.53837.53736.53635.535電流I p / NA161110132128313022實(shí)驗(yàn)次數(shù)828384858687888990電壓G2 k /V34.53433.53332.5323

11、1.53130.5電流I p / NA p171076.51016232825實(shí)驗(yàn)次數(shù)919293949596979899電壓G2 k /V30電流Ip/A19作出Ip -Vg2k圖像文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔Ip/A403020100304050607080VG2k /V電流下降時(shí)的Ip-Vg2k圖像電流峰值以及對(duì)應(yīng)電壓值如下:電壓G2 k /V726761.556.551.546413631電流ip/%50.5444342403734.03128第一個(gè)峰間距與其他數(shù)據(jù)差距較大，不準(zhǔn)確，故舍去最終進(jìn)行計(jì)算的數(shù)據(jù)有電壓g2 k /v6761.556.551.546413631逐差法求峰峰值間距文案大

12、全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔=671661.5 56.5 51.5 -46 -41 -36 -31 =5.16V相對(duì)誤差V -V標(biāo)準(zhǔn)5.16-4.9=5.3%=V標(biāo)準(zhǔn) 4.9實(shí)驗(yàn)三測(cè)量ArVF =2.5VVG1k =3. VVP =1 2.4實(shí)驗(yàn)次數(shù)123456789電壓V/M1CV00.10.20.30.40.50.60.70.8電流 I /M10nA-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2實(shí)驗(yàn)次數(shù)101112131415161718電壓V/M1CV0.911.11.21.31.41.51.61.7電流 I /M10nA-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.

13、2-0.19-0.18實(shí)驗(yàn)次數(shù)192021222324252627電壓V/M1CV1.81.922.12.22.32.42.52.6電流 I /M10nA-0.16-0.16-0.16-0.17-0.18-0.19-0.2-0.25-0.24文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)驗(yàn)次數(shù)282930313233343536電壓V/M1CV2.72.82.933.13.23.33.43.5電流 I /M10nA-0.22-0.17-0.09-0.04-0.03-0.06-0.11-0.17-0.23實(shí)驗(yàn)次數(shù)373839404142434445電壓V/X10V3.63.73.83.944.14.24.34.4電流

14、I /M10nA-0.27-0.31-0.32-0.22-0.040.110.190.190.09實(shí)驗(yàn)次數(shù)464748495051525354電壓V/M10V4.54.64.74.84.955.15.25.3電流I /父10nA-0.04-0.19-0.33-0.41-0.45-0.42-0.180.080.34實(shí)驗(yàn)次數(shù)555657585960616263電壓V/黑10V5.45.55.65.75.85.966.16.2電流I小10nA0.510.480.340.08-0.15-0.35-0.5-0.58-0.48文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)驗(yàn)次數(shù)646566676869707172電壓V/M1CV

15、6.36.46.56.66.76.86.977.1電流 I /M10nA-0.180.180.480.690.810.690.450.27-0.16實(shí)驗(yàn)次數(shù)737475767778798081電壓V/M1CV7.27.37.47.57.67.77.87.98電流 I /M10nA-0.44-0.64-0.6-0.320.10.550.831.021.06實(shí)驗(yàn)次數(shù)828384858687888990電壓V/X1CV8.18.28.38.48.58.68.78.88.9電流I /父10nA0.950.640.33-0.02-0.32-0.54-0.47-0.190.27實(shí)驗(yàn)次數(shù)919293電壓V/

16、M1CV99.19.2電流 I /M10nA0.660.971.18作出Ip -Vg2k圖像文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔LMCnp0.5 -0.0 -0.5 -1.0 1 I1 I1 I1 I1 I1 I024681c1.0 -G2k/ 10VAr的IpVg2k圖像電流峰值以及對(duì)應(yīng)電壓值如下:電壓 G2k/M10V2.03.14.35.46.78.0電流 I /M10nA-0.16-0.030.190.510.811.06逐差法求峰峰值間距1V = § 8.0 6.7 5.4 -4.3 -3.1 -2.0 )=1.19 10V F1.9V注：在測(cè)量Ar的激發(fā)電壓時(shí)，儀器電流檔位為10nA,但

17、是弁不表示量程為10nA,在本實(shí)驗(yàn)記錄表格中I /F0nA,表示電流單位為nA,弁且數(shù)值大小文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔為記錄數(shù)據(jù)乘以10所得的2生果，G2k/x10V ,表示電流單位為V ,弁且數(shù)值大 小為記錄數(shù)據(jù)乘以10所得的結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析1讀取電流時(shí)，由于儀器的自身元件問(wèn)題，電流并不穩(wěn)定，所以讀取時(shí)不能讀得很精確。2在測(cè)量Hg的激發(fā)電壓時(shí)，跨度電壓為0.5V,在取到的數(shù)據(jù)峰值處，不一定是真實(shí)的峰值 所以也會(huì)產(chǎn)生誤差。3一起元件，以及激發(fā)態(tài)原子的不穩(wěn)定性，都可能造成誤差。疑問(wèn)：做圖時(shí)，只是將相鄰點(diǎn)鏈接在一起， 作出的只是折線圖像， 由于點(diǎn)的數(shù)目較多， 所以可以近似看作光滑的。但是這樣并沒(méi)有達(dá)到減小誤差的作用，而且也不光滑。由于找不到合適的函數(shù)來(lái)描述圖像，也就沒(méi)法用高級(jí)擬合來(lái)處理圖像，使其光滑。應(yīng)如何來(lái)做，才更精確，光滑？實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及分析1在測(cè)量Hg和Ar的激發(fā)電壓時(shí)，理論上電流峰值越來(lái)越大。但是