弗兰克赫兹实验结论?
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。
弗兰克赫兹实验是如何观测到原子能级变化的
利用原子吸收电子的能量而激发来测量出原子能级的。
当原子刚好吸收电子的能量激发后,电子失去能量从而没有足够的能量到达对面的极板上,于是电流将有一个突降。同样的,当电子的能量是激发能量的n倍时都有一个电流突降点,测出这些突降点的电压差,也就是F-H管的第一激发电位,就可以求出电子损失的能量,从而知道原子的能级差。
简述弗兰克赫兹的物理过程?
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。
弗兰克赫兹实验误差分析?
(1)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。
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?
本次实验虽然操作比较简单,但是要想透彻却不容易,实验里出现的可变条件很多,Uf、Ua、Ug、Ur,他们对于Ip的影响是我们需要考虑的,根据实验原理分析得到它们与Ip的关系并用实验证明是重点。另外这些量联合作用效果又会不同,情况要复杂。开始手动扫描之前找好各量之间关系确定最佳实验条件是难点。这样在经过多次实验之后才能得到比较完美的结果。 本次实验需要较多探索,在开始的时候只告诉我们几个电压值的范围,而具具体应该取值当什么时候较好时却需要自己探索。我刚开始实验时可能由于灯丝电压比较低,始终无法观察到Ip变化,后来调高了灯丝电压便观察到了变化,有时候就一点的电压变化就能够使得Ip有显著的变化。不过灯丝电压太高也不可以,不仅会使得在后几个峰的时候超过微安表的量程,而且对于灯管也不利。此外栅极电压和加速电压也不是越高越好,都有一个最适合的范围,来取得比较明显的效果。在后面用电脑扫描的时候,刚开始的曲线不是很好,为了取得比较好的曲线,进行的比较多次的扫描,但是曲线的结果却始终不是很理想,最后仔细调节,并且不断比较最终得出了一个比较满意的结果,可能这个与灯管也有关系,毕竟如果灯管使用久了就会影响最终实验的 。