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1、弗兰克-赫兹实验,大学物理实验,海南大学物理实验室,弗兰克 G.赫兹(James Franck,1882-1964)(Gustav Hertz,1887-1975)1925年诺贝尔物理学奖授予德国格丁根大学的弗兰克和哈雷大学的G.赫兹以表彰他们发现原子受电子碰撞的定律.,尼尔斯玻尔（Niels Bohr,1885-1962）丹麦物理学家，哥本哈根学派的创始人。1885年10月7日生于哥本哈根，1903年入哥本哈根大学数学和自然科学系，主修物理学。1907年以有关水的表面张力的论文获得丹麦皇家科学文学院的金质奖章，并先后于1909年和1911年分别以关于金属电子论的论文获得哥本哈根大学的科学硕士
2、和哲学博士学位。随后去英国学习，先在剑桥JJ汤姆孙主持的卡文迪什实验室，几个月后转赴曼彻斯特，参加了以E卢瑟福为首的科学集体，从此和卢瑟福建立了长期的密切关系。,背 景 知 识,1.波尔简介,2.玻尔的氢原子理论：.电子轨道半径的量子化：,.原子能量的量子化：,3.玻尔假设：(1)原子只能较长久地停留在一些稳定状态，简称“定态”，原子在这些状态时不发射也不吸收能量，各定态的能量是彼此分隔的原子的能量不论通过什么方式发生改变，只能使原子从一个定态跃迁到另一个定态；,(2)原子从一个定态跃迁到另一个定态而发射或吸收辐射能量时，辐射的频率是一定的如果用 和 代表有关二定态的能量，辐射的频率决定于如下
3、关系：式中 为普朗克常量,在玻尔提出原子结构的量子理论后，弗兰克(JFranck)和赫兹(GHertz)在1914年在用慢电子轰击稀薄气体原子做原子电离电位测定时，偶然地发现了原子的激发能态和量子化的吸收现象，并观察到原子由激发态跃迁到基态时辐射出的光谱线，测定了汞的中肯电压U0=4.9V,从而直接证明了玻尔原子结构的量子理论，为此他们获得了1925年的诺贝尔物理奖。,4.弗兰克-赫兹杰出贡献,实 验 目 的,1.了解 F-H四极管基本结构与工作原理，2.了解电子与原子碰撞和能量交换过程的微观图像，3.测绘氩原子的IA-UG2K曲线。,实 验 仪 器,1.FB808A夫兰克-赫兹实验仪一台，2
4、.双踪是波器一台。,实 验 原 理,1.实 验 原 理 图2.物 理 过 程3.IA-UG2K 曲 线,1.F-H四极管示意图,UG1K:第一栅极电压；UG2K:加速电压；UG2A：反向拒斥电压；,物理过程,物理过程,K,G2,A,UG2,IA,实验仪器,UG2,IA,1、FB808A微机型弗兰克-赫兹实验仪 2、双踪示波器,实 验 内 容,1、仪器加热10分钟后，开机时仪器默认为“手动”工作状态，此时，对应的“手动”指示灯亮。2、设定夫兰克一赫兹管的各工作参数：按标签设置。4、测量氩原子的 曲线，,注意：1、各电压值须按照给定值进行设置；2、UG2K设定终止值不要超过85V。3、手动测试完毕后，尽快将UG2K减为零。,【数据与结果】,1、根据表格表2，详细记录实验条件和相应的 值，2、在方格纸上作出曲线图，分别用逐差法处理数据，求得氩的第一激发电位值及计算相对误差（11.5V）,求相对误差Er，理论值11.55V.,实验曲线-用坐标纸,思考题灯丝温度对实验结果有何影响？,波尔是丹麦物理学家。他由于研究了氢原子的量子轨道理论而获得诺贝尔物理学奖。他的学生海森堡、朗道等10多位科学家都获得过诺贝尔奖。波尔的儿子也获得了诺贝尔奖，他们都应该感谢F-H两人的。,
