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弗兰克赫兹实验能用峰谷吗(弗兰克赫兹实验削峰)

弗兰克赫兹的实验曲线波动的原因是随着电子能量的增加,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,水银原子的电子的最低激发能量是4.9eV。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。在原子与原子之间以及每个分子之间能量不守恒的定律会产生畸变并且...

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弗兰克赫兹实验电流峰值为何增大?

弗兰克赫兹的实验曲线波动的原因是随着电子能量的增加,电子和汞原子交替产生弹性碰撞和非弹性碰撞。峰值表示弹性碰撞。损耗能量小,电流大。超过阈值后,能量显着降低。

当电子的能量是4.9ev的整数倍时,电子能量被大量吸收,因此当电压加到4.9的整数倍时,电子被大量吸收,到达阳极的电子减少,并且电流下降。

例如,当电压为7V时,即使电子损失4.9ev的能量,剩余的能量也可以使其移动,从而使电流更大,等等。

当电压达到9.8V时,两次电子碰撞后,能量消失,阳极不能到达,电流再次达到最小值。

弗兰克赫兹实验如何确定和评价实验结果

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第一个决定性的证据。

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。

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。

水银原子的电子的最低激发能量是 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。

弗兰克赫兹实验心得体会?

弗兰克赫兹实验心得的体会:证明原子内部结构存在分立的定态能级,也就是验证了原子能级的存在,原子级含义是指原子的能量不是连续的分立的值,在原子与原子之间以及每个分子之间能量不守恒的定律会产生畸变并且在生活中也是会时刻发生。

弗兰克赫兹实验i v曲线,反映了,怎样的相互作用?

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

弗兰克赫兹实验原理及意义?

弗兰克—赫兹实验

1914年,弗兰克(Franck,J.1882—1964)和赫兹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。

基本信息

时间

1914年

学科

量子力学

证明

原子内部结构存在分立的定态能级

基本简介

弗兰克

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。

详细信息

G.赫兹

1925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(Gustav 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:

(1)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;

(2)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;

(3)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)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电势差,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,其临界电势差约为21V。

弗兰克和G.赫兹最初是依据斯塔克的理论,斯塔克认为线光谱产生的原因是原子或分子的电离,光谱频率ν与电离电势V有如下的量子关系:hν=eV。

弗兰克和G.赫兹在 1914年以后有好几年仍然坚持斯塔克的观点,他们相信自己的实验无可辩驳地证实了斯塔克的观点,认为4.9V电势差引起了汞原子的电离。他们也许因为战争期间信息不通,对玻尔的原子理论不甚了解,所以还在论文中表示他们的实验结果不符合玻尔的理论。其实,玻尔在得知弗兰克-赫兹的实验后,早在1915年就指出,弗兰克-赫兹实验的4.9V正是他的能级理论中预言的汞原子的第一激发电势。

1919年,弗兰克和G.赫兹表示同意玻尔的观点。弗兰克在他的诺贝尔奖领奖词中讲道:“在用电子碰撞方法证明向原子传递的能量是量子化的这一科学研究的发展中,我们所作的一部分工作犯了许多错误,走了一些弯路,尽管玻尔理论已为这个领域开辟了笔直的通道。后来我们认识到了玻尔理论的指导意义,一切困难才迎刃而解。我们清楚地知道,我们的工作所以会获得广泛的承认,是由于它和普朗克,特别是和玻尔的伟大思想和概念有了联系。”

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