弗兰克赫兹FranckHertz实验.pptx

2018/9/16
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弗兰克-赫兹(Franck-Hertz)实验
一、弗兰克-赫兹实验的实验方法
二、实验中的重点概念及物理图像
三、实验目的、任务
四、实验仪器、步骤、注意事项
五、实验报告及数据处理要求
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一、弗兰克-赫兹实验的实验方法
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玻尔提出原子结构的量子理论后,
1914年,弗兰克()和赫兹() 用慢电子轰击稀薄气体原子(Hg),做原子电离电位测定时,发现了原子的激发能态和量子化的吸收现象,并观察到原子由激发态跃迁到基态时辐射出的光谱线,从而直接证明了玻尔原子结构的量子理论,为此他们获得了1925年的诺贝尔物理奖。
1925
弗兰克-赫兹实验是完全不同于光谱实验,是从另一个角度来证明原子存在分立能级,并能测量出原子一些能级。
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玻尔原子模型
1913年
二、实验中的重点概念及物理图像
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1、以实验为基础的原子
的核式结构模型;
2、光谱的实验资料和经
验规律;
3、从黑体辐射的事实发
展出来的量子论。
●定态假设
●频率规则
玻尔理论基于的三个物理学基础
玻尔
研究原子结构,提出原子理论两个基本假设:
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波尔1885年生于哥本哈根,1941年在哥本哈根大学毕业,获博士学位。1961年任哥本哈根大学理论物理学教授,1962年起担任哥本哈根大学理论物理研究所所长。曾任丹麦皇家科学院院长和原子能委员会主席、英国皇家学会会员、法国科学院院士。玻尔是量子力学创始人之一,哥本哈根学派领袖。
科学活动:发展原子、分子和原子的量子理论方面。他把经典力学和量子理论结合起来,从而引起原子理论的革命,对量子力学建立起了重要作用,1922年获诺贝尔物理学奖。
主要著作:1922年出版《光谱与原子结构理论》、1934年出版《原子理论与自然界描述》、1955年出版《知识统一性》等。
1922
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关于轨道能量量子化的概念
原子处于特定条件所限定的几个能态
定态(stationary states)
所有允许能态的统称。电子只在确定半径和能量的定态轨道上运动, 不辐射能量。
基态(ground state)
主量子数n = 1 的定态,也称为基态。基态是能量最低即最稳定的状态。
激发态(excited states)
除基态以外的其余定态。各激发态的能量随 n 值增大而增高。电子只有从外部吸收足够能量时才能到达激发态。
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原子的基态与激发态之间的关系
基态原子
激发态原子
吸收能量
释放能量
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氩原子(Z=18)的基态电子组态标示为
Ar I 1s22s22p63s23p6 1S0
Ionization energy   cm-1 ( eV)
电子层
原子核
氩原子第一激发态电势是多少?
光谱数据:
理论计算:
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NIST Physics Laboratory
Basic Atomic Spectroscopic Data
slab/data/handbook/