夫兰克-赫兹实验理论基础历史背景及意义G实验装置实验原理注意事项G实验内容及操作步骤数据处理思考与讨论
夫兰克-赫兹实验 理论基础 实验内容及操作步骤 数据处理 思考与讨论 注意事项 历史背景及意义 实验装置 实验原理
历史背景及意义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。但是任何重要的物理规律都必须得到至少两种独立的实验方法的验证。随后,在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,并实现了对原子的可控激发,从而为玻尔原子理论提供了有力的证据
历史背景及意义 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。但是任何重要的物理规律都 必须得到至少两种独立的实验方法的验证。随后,在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,从而为玻尔 原子理论提供了有力的证据
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(1926年于德国洛丁根补发)。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。(GUSTAVHERTZ(JAMESFRANCK)
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(1926年于德国洛丁根补发)。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。 (JAMES FRANCK) (GUSTAV HERTZ)
理论基础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:hv= E,一E㎡(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:eV=E.-E(V为激发电位)
理论基础 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: hv = En − Em (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: En Em eV = − (V为激发电位)
实验装置氩管夫兰克一赫兹管特点:采用充氩夫兰克-赫兹管,比以前使用充汞管方式有了重大改夫兰克一赫兹实验进,去掉了较为落后的灯管加热炉装置,即便于操作,又避免了由于-夜智能美丝克-新实独仪00700003温度控制不精确而对实验造成的误差、以及汞蒸气对人体及环境的污染
实验装置 氩管夫兰克—赫兹管 特点:采用充氩夫兰克 -赫兹管,比以前使用 充汞管方式有了重大改 进,去掉了较为落后的 灯管加热炉装置,即便 于操作,又避免了由于 温度控制不精确而对实 验造成的误差、以及汞 蒸气对人体及环境的污 染