弗兰克赫兹实验报告（弗兰克赫兹实验 报告）

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_百度知...

弗兰克赫兹实验揭示了原子内部能量的量子化特性。实验中，观察到i-U曲线呈现出周期性的震荡。这种周期性震荡表明，电子在与汞原子碰撞时，其能量不是连续变化的，而是以特定的单位进行吸收。具体来说，实验表明电子能量总是以9eV为单位被原子吸收。

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。

i-U曲线的周期性震荡，说明当电子能量总是以9ev为单位被吸收。9ev正是 Hg两个能级之差。

实验目的是验证原子内部能量的量子化，即验证原子能级的存在。弗兰克-赫兹实验通过电子碰撞原子使其激发，进而证明能级的存在。实验基本原理是利用电场加速电子碰撞原子，电子损失的能量即为原子吸收的能量，二者关系可表述为：△E（电损）=△E（原吸）。实验步骤如下：电子由热阴极K出发，通过KG间电场加速。

每次电压增加的数值都等于汞原子的第一激发电位。弗兰克-赫兹实验不仅证明了原子内部能量是量子化的，还直接验证了玻尔关于原子内部存在分立能级的假设，为玻尔的原子量子化模型提供了首个决定性的证据。这一发现对原子物理学的发展产生了深远影响，也为后续量子力学理论的建立奠定了坚实基础。

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9eV，即汞原子只接收9eV的能量。

弗兰克赫兹实验中当F-H仪置于示波器位置时,根据所测加速电压的幅度和频...

〖One〗、觉得那个题应该就是画出来正弦曲线的交流电压，因为老师看过我的报告以后说加速电压幅度应是110V左右，频率应是50HZ，既然幅度和频率是定值，那么图像也应该是周期性的。要不就是锯齿型的。快交报告了，加油吧。

〖Two〗、该实验装置由F－H管、恒温加热电炉及F－H实验装置构成，其装置结构如下图所示：F-V管中有足够的液态汞，保证在使用温度范围内管内汞蒸气总处于饱和状态。一般温度在100 C至250 C。并且由于Hg对温度的灵敏度高，所以温度要调好，不能让它变化太大。

〖Three〗、F—H管电源组用来提供F—H管各极所需的工作电压。其中包括灯丝电压UF，直流1V～5V连续可调；第一栅极电压UG1，直流0～5V连续可调；第二栅极电压UG2，直流0～15V连续可调。扫描电源和微电流放大器，提供0～90V的手动可调直流电压或自动慢扫描输出锯齿波电压，作为F—H管的加速电压，供手动测量或函数记录仪测量。

弗兰克赫兹实验误差来源

〖One〗、由于预热不足，使测量值产生误； 实验时，由于电压的步差不可能连续，故测量的峰值会有一定的误差 仪器老化，本身存在一定的误差 画出氩的IP-VG2曲线是一个比较粗糙的过程，存在误差 扩展资料： 弗兰克—赫兹实验证明原子内部结构存在分立的定态能级。

〖Two〗、弗兰克赫兹实验的精确度面临着多种潜在误差因素。首先，预热不足可能导致测量结果的不准确。如果在实验开始前没有充分加热气体，气体状态可能并未达到理想状态，从而影响测量结果。其次，电压调整并非连续进行，而是以一定步进进行，这可能导致测量到的峰值数据有所偏差。

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

〖Four〗、温度的微小变化引起的误差；『2』读数时的视觉误差；『3』仪器自身的误差。开始阶段电流变化不明显，误差可能较大。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，测量汞原子的第一激发电位，从而加深对原子能级概念的理解。

〖Five〗、在弗兰克赫兹实验中，当电子达到第一激发态时，它们会跃迁离开，导致电流突然下降，形成一个波峰。然而，波谷的意义并不明显，因此波峰通常被解释为激发电位的标志。实验观察到的波谷之差与波峰之差相比，更接近于第一激发电位，这种情况通常是由系统误差导致的。

〖Six〗、弗兰克赫兹实验的第一个峰不明显的原因：这是由于热电子溢出金属表面或者被电极吸收，需要克服一定的接触电势，其来源就是金属的溢出功，所以第一峰的位置会有偏差，但是两个峰对应的电势差就不会有这个偏差。

原子物理实验中的系统误差如何限制和消除?

最小二乘拟合：学习通过最小化误差平方和的方法，对实验数据进行最佳拟合，提取关键信息。 系统误差的限制和消除：识别并探讨如何控制和减少系统误差，以提高实验精度。接着是两个主要单元的介绍：单元1 原子物理 1 弗兰克-赫兹实验：揭示电子的能级结构，感受微观世界的奇妙。

**选取高精度的仪器和设备**：在测量中，精度更高的仪器，如原子钟相对于沙漏，能显著减少随机误差。 **提升操作者的技能水平**：更熟练的操作人员能够减少仪器震动和操作上的误差，提高测量精度。

调整和检定仪器：确保仪器的准确性和可靠性。 设计观测顺序：通过特定的观测方法，如测回法，可以抵消或部分抵消系统误差。 同一人完成全部观测：避免不同观测者因个人习惯不同而引入系统误差。 改正天文和地球物理因素：在观测三角高程时，对大气折射和地球曲率进行修正。