弗兰克-赫兹实验5VIP免费

实验报告5姓名:崔泽汉学号:PB05210079系别:0506座号:13实验题目:弗兰克—赫兹实验实验目的:观察测量汞的激发电位和电离电位实验内容:1.先将温度调到T=157，打开温控电源，加温指示灯on亮（绿色），到设定温度off指示灯亮（红色）。2.接线，将，，的旋钮调到最小，到设定温度后，再打开两仪器电源，然后据炉上标签设定各电压值。本实验选=2.0V，=3.0，=1.5V。3.用“手动”档测曲线：（1）扫描电压从小往大开始调，测得和如下表(V)7.09.311.914.016.518.921.623.7(A)13.03.033.03.548.24.06010(V)26.428.931.434.036.339.041.444.1(A)801590201022310830做得-曲线求得峰间距如下表峰值一(V)峰值二(V)峰间距(V)11.97.04.916.511.94.621.616.55.126.421.64.831.426.45.036.331.44.941.436.35.1求得平均值为=4.91V，A类不确定度为=0.067V，B类不确定度主要由造成=0.1V，查表得=2.46，=1.96，C=3；由得=0.17V，所以=4.910.17V，P=0.95从而按电压上升计算的汞的第一激发电位等于，即4.910.17V，P=0.95（2）扫描电压从大往小调，测得和如下表（做法同上）(V)44.241.438.636.333.931.328.326.2(A)45101249419821371(V)23.421.318.816.813.911.89.47.1(A)10603.546.52.3311.810.1做得-曲线求得峰间距如下表峰值一(V)峰值二(V)峰间距(V)41.436.35.136.331.3531.326.25.126.221.34.921.316.84.516.811.85.011.87.14.7求得平均值为=4.90V，这样的处理会导致中间值的相消，下次要注意这样的问题A类不确定度为=0.084V，B类不确定度主要由造成=0.1V，查表得=2.46，=1.96，C=3；由得=0.21V，所以=（4.900.21）V，P=0.95从而按电压下降计算的汞的第一激发电位等于，即4.900.21V，P=0.954.对所有数据综合处理：求得平均值为=4.91V，不确定度为=0.19V，从而按所有数据计算得的汞的第一激发电位为（4.910.19）V，P=0.95实验分析：1.由于确定峰值的条件是电流表的指针刚好往回摆（而没有摆），但确定此值的时候指针已经往后摆了，所以实验测得的峰值比真正的要大。2.电压调整难以掌握，每次电流回落的值都不同，难以用做差消除误差。思考题：1.灯丝电压的大小对-曲线有何影响？灯丝电压控制着阴极K发射电子的密度和能量分布。K越大，-曲线越陡，峰值变化越快，相同下的越大。电离峰有可能提前出现。2.说明温度对充汞F-H管-曲线影响的物理机制。温度升高时，汞蒸汽密度变大，电子的平均自由程变小，与汞原子的碰撞次数增多，损失的能量增多，到达屏极电子数目和速度都减小，减小，在-曲线上表现为峰值变低。反之，温度降低时，汞蒸汽密度变小，电子碰撞的次数减少，损失能量减小，增大，在-曲线上表现为峰值变高，甚至会由于电子能量积蓄的足够大而使汞原子电离，在曲线上出现电离峰。3.为什么温度低时充汞F-H管的很大？温度低时汞蒸气密度变小，电子平均自由程较大，与汞原子碰撞的次数减少，损失的能量比较少，从容到达屏极时仍具有较高的能量，所以较大。除了平均值的算法和一些小错误外，其他还好