夫兰克—赫兹实验报告

南 昌 大 学 物 理 实 验 报 告 姓 名 ： 田 辰 光 学 号 ： 5502211070 班 级 ： 本 硕 111 班 实 验 日 期 ： 2012 年10 月 13 日 夫兰克-赫兹实验 【实验目的】 1、测量氩原子的第一激发电势，证明原子能级 的存在，从而加深对量子化概念的认识。 2、加深对热电子发射的理 解，学 习将电子与原子碰撞微观过程与宏观物 理量相结合的实 验 设计方法。 【历史背景】 1911年 ，卢瑟福根据α粒子散射实 验 ，提出了原子核模型。1913年 ，玻尔将普朗克量子假说运用到原子有核模型，建立了与经典理 论相违背的两个重要概念： 原子定态能级 和能级 跃迁概念。电子在能级 之间迁跃时伴随电磁波的吸收和发射，电磁波频率的大 小取决于原子所处两定态能级 间的能量差，并满足普朗克频率定则。随着英国物 理 学 家埃万斯（E.J.Evans）对光 谱的研究，玻尔理论被确立。 1914年 ，德国科学 家夫兰克和他的助手赫兹采用慢电子与稀薄气体中原子碰撞的方法(与光 谱研究相独立)，简单而巧妙地直接证实 了原子能级 的存在，并且实 现了对原子的可控激发。 1925年 ，由于他二人的卓越贡献，他们获得了当年 的诺贝尔物 理 学 奖。夫兰克-赫兹实 验 至今仍是探索原子内部结构的主要手段之一。所以，在近代物 理 实 验中，仍把它作为传统的经典实 验 。 南 昌 大 学 物 理 实 验 报 告 姓 名 ： 田 辰 光 学 号 ： 5502211070 班 级 ： 本 硕 111 班 实 验 日 期 ： 2012 年10 月 13 日 【实验原理】 根 据 玻 尔 的 原 子 理 论 ， 原 子 只 能 处 于 一 系 列 不 连 续 的 稳 定 状 态 之 中 ， 其 中 每 一种 状 态 相 应 于 一 定 的 能 量 值 Ei(i=1,2,3‥)， 这 些 能 量 值 称 为 能 级 。最低能 级 所对应 的 状 态 称 为 基态 ， 其 它高能 级 所对应 的 态 称 为 激发态 。 当原 子 从一 个稳 定 状 态 过渡到另一 个稳 定 状 态 时就会吸收或辐射一 定 频率的 电磁波， 频率大 小决定 于 原 子 所处 两定 态 能 级 间的 能 量 差， 并满足普朗克频率选择定 则： ( h 为普朗克常数) 本 实 验 中 是利用一 定 能 量 的 电子 与原 子 碰撞交换能 量 而实 现， 并满足能 量选择定 则： ev1=E1...