弗兰克赫兹实验分析_弗兰克赫兹实验实验内容与步骤

弗兰克赫兹实验原理

弗兰克赫兹实验原理：原子只能处于一些不连续的能量状态E1、E2，处在这些状态的原子是稳定的，称为定态。原子的能量不论通过什么方式发生改变，只能是使原子从一个定态跃迁到另一个定态。

弗兰克赫兹实验分析_弗兰克赫兹实验实验内容与步骤

依据弗兰克赫兹实验数据，分析灯丝电压、抗拒电压对F-H实验曲线的影响：电流大小如何变化？

1、当灯丝电压不变时，增大拒斥电压，导致到达极板的电子数目减少，从而电流变小；F-H实验曲线向右移动。

2、当拒斥电压不变时，减小灯丝电压，从阴极发射的电子数目减少，因而电流变小；F-H实验曲线基本不移动。

弗兰克—赫兹实验证明原子内部结构存在分立的定态能级。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个决定性的证据。

扩展资料：

1914年，詹姆斯·弗兰克（JamesFranck，1882~1964）和古斯塔夫·路德维希·赫兹（GustLudwigHertz，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。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年的诺贝尔物理学奖。

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。

参考资料来源：百度百科-弗兰克—赫兹实验

弗兰克赫兹实验说明了什么

弗兰克—赫兹实验证明原子内部结构存在分立的定态能级。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个决定性的证据。

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弗兰克-赫兹实验的误分析

（1）温度的微小变化引起的误；

（2）读数时的视觉误；

（3）仪器自身的误。开始阶段电流变化不明显，误可能较大。

弗兰克-赫兹实验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。

扩展资料

弗兰克-赫兹实验阐释了纯弹性碰撞，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。

水银原子的电子的激发能量是 4.9eV。当加速电压升到 4.9 伏特时，每一个移动至栅极的自由电子拥有至少 4.9eV动能（外加电子在那温度的静能）。

自由电子与水银原子可能会发生非弹性碰撞。自由电子的动能可能被用来使水银原子的束缚电子从一个能量量子态跃迁至另一个能量量子态，从而增加了束缚电子的能极，称这过程为水银原子被激发。

但是，经过这非弹性碰撞，自由电子失去了 4.9eV 动能，它不再能克服栅极与阳极之间负值的电压。大多数的自由电子会被栅极吸收。因此，抵达阳极的电流会猛烈地降低。

参考资料来源：

依据弗兰克赫兹实验数据，分析灯丝电压、抗拒电压对F-H实验曲线的影响

当灯丝电压不变时，增大拒斥电压，导致到达极板的电子数目减少，从而电流变小；F-H实验曲线向右移动。

当拒斥电压不变时，减小灯丝电压，从阴极发射的电子数目减少，因而电流变小；F-H实验曲线基本不移动。

弗兰克赫兹实验通过什么实验现象说明原子内部的能量是量子化的

弗兰克赫兹实验通过用低速电子去轰击原子实验现象说明原子内部的能量是量子化的。

为了研究原子内部的能量时态问题，弗兰克和赫兹使用简单而有效的方法，用低速电子去轰击原子，观察它们之间的相互作用和能量传递过程，从而证明原子内部量子化能级的存在。

实验要求：

n 通过对汞原子激发电位测量，了解弗兰克和赫兹在研究原子内部能量量子化方面所采用的实验方法。

n 了解电子与原子碰撞和能量交换过程的微观图像。

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。

= 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。

= 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，形成个峰。

= 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。

= 4.9nV，将形成第n个峰。

n 电子平均自由程对激发或电离的影响

主要由炉温决定，还与电子速度等有关。

λ很短，相邻两次碰撞间获得能量小，经多次碰撞能量积累到激发态的能量时，能使原子激发到激发态，不容易激发到较高能态。

λ很长，相邻两次碰撞间获得能量大，激发到高能态的可能性很大，所以在λ很长，加速电压较高，会使某些电子有足够能量使原子激发到较高能态，甚至电离。

注意事项

n 先将温度调到设定值，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）。

n 接线，将Vf，VG1K，VG2P，VG2K的旋钮调到小，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。用“手动”档测曲线。

n 实验中若产生电离击穿(电流迅速严重过载)，立即将加速电压调到零，减小灯丝电压，每次减小0.1~0.2V，重新测曲线。

n 加热炉的炉温较高，移动时应注意，导线不要挂在炉壁上。

n 在实验中注意炉温及灯丝电压的选择。

弗兰克赫兹实验误分析及实验总结是什么?

弗兰克赫兹实验误分析及实验总结是温度的微小变化引起的误，实验总结是读数时的视觉误，仪器自身的误。开始阶段电流变化不明显，误可能较大。弗兰克赫兹实验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，测量汞原子的激发电位，从而加深对原子能级概念的理解。

实验的重要性

科学实验可以人为的促成某种选定的相互作用，为观察这些相互作用的表现创造条件，科学实验具有简化自然过程的作用，科学实验具有纯化自然过程的作用，科学实验具有强化自然过程的作用，科研实验具有加速研究对象的运动变化的过程的作用，从而缩短了科研周期，加快了人类知识积累的发展的速度，科学实验具有减缓研究对象的运动变化过程的作用。

弗兰克赫兹实验误分析是什么?

此实验主要由以下几点产生误：由于预热不足，使测量值产生误；在实验时，由于电压的步不可能连续，故测量的峰值会有一定的误；由于仪器老化，数据不够；画出氩的IP-VG2曲线是一个比较粗糙的过程，容易产生误；需要测量的数据较多，容易计算错误。

1924年诺贝尔物理学奖授予德国格丁根大学的弗兰克（JamesFranck，1882—1964）和哈雷大学的G.赫兹（Gust Hertz，1887—1975），以表彰他们发现了原子受电子碰撞的定律。

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。1914年他们取得了意想不到的结果，他们的结论是。

汞蒸气中的电子与分子进行弹性碰撞，直到取得某一临界速度为止；此临界速度可测准到0.1V，测得的结果是：这速度相当于电子经过4.9V的加速；可以证明4.9伏电子束的能量等于波长为2536 的汞谱线的能量子；4.9伏电子束损失的能量导致汞电离，所以4.9伏也许就是汞原子的电离电势。

弗兰克和G.赫兹的实验装置主要是一只充气三极管。电子从加热的铂丝发射，铂丝外有一同轴圆柱形栅极，电压加于其间，形成加速电场。电子多穿过栅极被外面的圆柱形板极接受，板极电流用电流计测量。当电子管中充以汞蒸气时，他们观测到，每隔4.9V电势，板极电流都要突降一次。如在管子里充以氦气，也会发生类似情况，其临界电势约为21V。