夫兰克一赫兹实验双光栅测量微弱振动位移量武汉理工大学物理实验中心2010年9月
夫兰克－赫兹实验 双光栅测量微弱振动位移量 武汉理工大学物理实验中心 2010年9月
夫兰克一赫兹实验【背景】1914年，夫兰克(J.Frank)和赫兹(G.Hertz)采用慢电子轰击原子的方法，利用两者的非弹性碰撞将原子激发到较高能级。直接证明了原子JAMESFRANCK（夫兰克）内部量子化能级的存在，给玻尔的原子理论提供了直接的而且是独立于光谱研究方法的实验证据。因此他们获得了1925年的诺贝尔物理学奖。GUSTAVHERTZ（赫兹）
夫兰克－赫兹实验 【背景】 1914年，夫兰克(J.Frank) 和赫兹(G.Hertz)采用慢电子 轰击原子的方法，利用两者 的非弹性碰撞将原子激发到 较高能级。直接证明了原子 内部量子化能级的存在，给 玻尔的原子理论提供了直接 的而且是独立于光谱研究方 法的实验证据。因此他们获 得了1925年的诺贝尔物理学 奖。 JAMES FRANCK (夫兰克) GUSTAV HERTZ(赫兹)
【实验目的】（1）学习测定原子第一激发电位的方法。（2）通过实验证明原子能级的存在
【实验目的】 （1）学习测定原子第一激发电位的方法。 （2）通过实验证明原子能级的存在
（理论基础一玻尔理论】原子只能处于一系列不连放出能量续的稳定状态之中。它的能量不可能连续变化而只能是突变，即“跃迁”。原子从一个定态跃迁到另一个定态时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吸收差能量hv=E.-E初速度为零的电子在电势差U的加速电场作用下使原子从基态能量E跃迁到第一激发态能量EU：原子第一激发电位eU。= E, - E
放出 能量 吸收 能量 【理论基础—玻尔理论】 原子只能处于一系列不连 续的稳定状态之中。它的能 量不可能连续变化而只能是 突变，即“跃迁”。原子从 一个定态跃迁到另一个定态 时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 m n hv E E = − 初速度为零的电子在电势差U0的加速电场作用下， 使原子从基态能量E0跃迁到第一激发态能量E1 0 1 0 eU E E = − U0：原子第一激发电位
（实验原理UG2KUG2AUG1KKG2G1HAAK一一阴极，发出电子；OUG1K阴极K和第一栅极G之间的加速电压约1.5伏，用于消除阴极电子散射的影响。UG2K一一阴极K和第二栅极G2之间的加速电压OOUG2A一一屏极A和第二栅极G2之间设置了减速电压
【实验原理】 K G1 G2 A μA UG1K UG2K UG2A UF F IA - - - - - - - - - - - ◎K——阴极，发出电子； ◎UG1K——阴极K和第一栅极G1之间的加速电压， 约1.5伏，用于消除阴极电子散射的影响。 ◎ UG2A——屏极A和第二栅极G2之间设置了减速电压。 ◎ UG2K——阴极K和第二栅极G2之间的加速电压