WWW.KMUST.EDU.CNWWW.KMUST.EDU.CN夫兰克夫兰克--赫兹实验赫兹实验Franck-HertzExperimentFranck-HertzExperiment昆明理工大学新迎物理实验中心昆明理工大学新迎物理实验中心贾友见贾友见20062006年年77月月注意：本教学片中引用的图片或其它资料，无论注明与否，版权均属原作者或单位所有昆明理工大学新迎物理实验中心昆明理工大学新迎物理实验中心www.kmust.edu.cnwww.kmust.edu.cnObjective:Objective:TomeasurethefirstexcitationpotentialandtheTomeasurethefirstexcitationpotentialandtheionizationpotentialofmercuryatomsandtoionizationpotentialofmercuryatomsandtoshowthattheenergiesofboundelectronsareshowthattheenergiesofboundelectronsarequantized.quantized.证明证明ArAr原子能级之不连续性和测量其第一激发电压。原子能级之不连续性和测量其第一激发电压。提供一种有别于光谱学研究，且更直观的方法来验证原子提供一种有别于光谱学研究，且更直观的方法来验证原子能级的不连续性。能级的不连续性。昆明理工大学新迎物理实验中心昆明理工大学新迎物理实验中心www.kmust.edu.cnwww.kmust.edu.cn三个重要实验之一三个重要实验之一证实光量子的存在。证实光量子的存在。--黑体辐射，光电效应，康普顿效应黑体辐射，光电效应，康普顿效应证实原子中的量子态。证实原子中的量子态。--光谱，光谱，Franck-HertzFranck-Hertz实验实验证实物质波的实验。证实物质波的实验。--电子衍射，中子衍射电子衍射，中子衍射昆明理工大学新迎物理实验中心昆明理工大学新迎物理实验中心www.kmust.edu.cnwww.kmust.edu.cn昆明理工大学新迎物理实验中心昆明理工大学新迎物理实验中心www.kmust.edu.cnwww.kmust.edu.cnTheNobelPrizeinPhysics1925TheNobelPrizeinPhysics1925JamesFranckGerman(1882-1964)GustavLudwigHertzGerman（1887-1975）"fortheirdiscoveryofthelawsgoverningtheimpactofanelectronuponanatom"昆明理工大学新迎物理实验中心昆明理工大学新迎物理实验中心www.kmust.edu.cnwww.kmust.edu.cnTheBohrmodelTheBohrmodelNielsBohr经典轨道加定态条件(Theassumptionofstableorbits)---电子绕核圆周运动，但电子只能处在一些分立的轨道上，且在这些轨道运动时，不产生电磁场辐射定态跃迁---电子在定态轨道上运动，不会产生电磁辐射，但当电子从一个定态轨道跃迁到另一轨道时，会以电磁波形式吸收（或放出）能量角动量量子化---Bohr从对应原理导出角动量量子化的条件（L=nh，n=1，2，3，……）昆明理工大学新迎物理实验中心昆明理工大学新迎物理实验中心www.kmust.edu.cnwww.kmust.edu.cnBasicBasicideaoftheFranck-HertzideaoftheFranck-HertzexperimentexperimentFranck-HertzFranck-Hertz实验的基本想法实验的基本想法光谱实验是从电磁波的发射或吸收研究电子在量子态之间的跃迁，光谱实验是从电磁波的发射或吸收研究电子在量子态之间的跃迁，并由电磁波的分立特征，证明量子态的存在。并由电磁波的分立特征，证明量子态的存在。Franck-HertzFranck-Hertz实验则是用电子束激发原子，若原子果真具有分立的实验则是用电子束激发原子，若原子果真具有分立的能态，即量子态能态，即量子态,,则必然仅有某些具有特定能量的电子才能引起原则必然仅有某些具有特定能量的电子才能引起原子的激发。子的激发。昆明理工大学新迎物理实验中心昆明理工大学新迎物理实验中心www.kmust.edu.cnwww.kmust.edu.cn昆明理工大学新迎物理实验中心昆明理工大学新迎物理实验中心www.kmust.edu.cnwww.kmust.edu.cn1914年，Franck和Hertz进行了电子轰击原子的实验。若电子在KG区域内与原子碰撞，将能量传递给了原子，则其剩余动能就很小，因而使之无法到达接收极Ａ逐渐增大ＫＧ间的电压V，同时观测电流计的电流I。关于汞的实验结果如图所示：当V由零逐渐增大时，I出现一系列的峰和谷，且峰（谷）的间距大致相等，均为4.9V。结果表明，汞原子对外来能量的吸收具有明显的选择性。仅当外来能量达到4.9ｅＶ时，它才吸收。FigureII:Franck-HertzExperiment(1914):DependenceofCurrent(Ia)o...
