弗兰克赫兹实验.doc

摘要夫兰克-赫兹实验是近代物理实验之一,对物理学有着深远的影响。当实验条件中如加速电压、炉温度、电压的灯丝等的改变对实验结果有很大的影响。在本文中,分析了实验结果曲线随实验条件的变化而变化的情况,得出了在这些因素变化时实验曲线的变化规律,并从理论上解释了产生这些变化的原因,从而指出了在实验中各条件的最佳选择范围。夫兰克-赫兹实验仍是探索原子结构的重要手段,是了解原子的微观过程与宏观表现的桥梁。对建立新的物理思想与进入新的微观物理世界,具有非常重要的引导作用。关键词:夫兰克-赫兹;汞第一激发态;炉温度;灯丝电压Effectofseveralfactorsfrank-HertzexperimentCHENQing-fengAbstractFrank-Hertzexperimentisoneofthemostimportantexperimentinmodernphysics,,thefurnacetemperature,thevoltageofthefilamentandsoon,,severalfactorsaffectingthecurvesareintroducedandthetheoreticalanalysisisgiventotheresultsoftheexperiment,,:Frank-Hertz;mercuryfirstexcitedstates;furnacetemperature;voltageofthefilament目录1引言 12实验原理 13影响夫兰克-赫兹实验的几个因素 ,灯丝电压对实验的影响 84对夫兰克-赫兹实验的温度装置部分进行改进的探讨 85结论 9参考文献 10致谢 12影响“夫兰克-赫兹实验”结果的几个因素探讨姓名:陈庆丰学号:2008284112班级:08物理学(师范)1引言 1803年英国自然科学家道尔顿提出了世界上第一个原子的理论模型,原子是一个坚硬的实心小球。1904年汤姆森提出了枣糕式模型。汤姆森的学生卢瑟福完成的α粒子轰击金箔实验(散射实验),否认了枣糕式模型的正确性。1911年卢瑟福提出了行星模型,原子的大部分体积是空的,电子按照一定轨道围绕着一个带正电荷的很小的原子核运转。1913年,丹麦物理学家玻尔()提出并建立了玻尔原子模型理论。玻尔理论的包括三条假设:(1)原子能量的量子化假设:原子只能处于一系列不连续的能量状态中,在这些状态中的原子是稳定的,电子虽然做加速运动,但并不向外辐射能量。(2)原子能级的跃迁假设:原子从一个定态跃迁到另一个定态时,原子辐射一定频率的光子,光子的能量由这两种定态的能量差决定。(3)原子中电子运动轨道量子化假设:原子的不同能量状态对应于电子的不同运行轨道。由于原子的能量状态是不连续的,因此电子运动的轨道也可能是不连续的,即电子不能在任意半径的轨道上运动。原子状态的改变,通常是原子本身吸收或者发射电磁辐射,以及原子与其他粒子之间发生碰撞而交换能量这两种情况。能够控制原子所处状态的最方便的方法就是用电子轰击原子,电子的动能则通过改变加速电势的方法加以调节,认可了能级的存在。以上理论并没有得到实验数据有利的证实,1914年,德国物理学家夫兰克()和赫兹()研究充汞放电管的气体放电现象时,发现透过汞蒸气的电子流随电量显现出周期性变化。并且拍摄到汞光的发射光谱并且可以分析推导了玻尔理论的正确性。在1920年,夫兰克再对实验装置进行改进,测得亚稳能级和较高的激发能级,直接进一步证明了原子内部量子化能级的存在。为玻尔提出的原子模型理论的假说提供了有