FB808 FB808型夫兰克赫兹实验仪微机型

智能夫兰克-赫兹实验仪硬件跳线＋专用实验软件＋微机（自备）。微机：奔腾3以上、内存32M、RS232串行口；免费软件升级；手动、半自动、自动完成实验全过程，显示数据、曲线，并可打印结果
实验要求：
n通过对汞原子一激发电位测量，了解弗兰克和赫兹在研究原子内部能量量子化方面所采用的实验方法。
n了解电子与原子碰撞和能量交换过程的微观图像。
理论基础
nHg原子能级

其中61S0（0ev）为基态，63P1（4.9ev）为激发态，63P0（4.7ev）、63P2（5.47ev）为亚稳态
实现能级跃迁，吸收光子

原子与电子碰撞

处于激发态的原子不稳定，发射光子回到低能态。
n原理图

F-H管内充汞，灯丝加热K使其发射电子，G1控制通过G1的电子数目，G2加速电子，G1、G2空间较大，提供足够的碰撞概率，A接收电子，AG2加一扼止电压，使失去动能的电子不能到达，形成电流。
实验曲线：

n碰撞过程及能量交换
此过程在G1G2空间发生，在加速场的作用下，电子获得动能，与原子的弹性碰撞中，电子总能量损失较小，在不断的加速场作用下，电子的能量逐渐增大，就有可能与原子发生非弹性碰撞，使原子激发到高能态，电子失去相对应的能量，使其不能到达A从而不能形成电流。
= 4.7V，使原子激发到63P0，此态较稳定，不容易再产生跃迁，故不容易观察到这个吸收。
= 4.9V，使原子激发到63P1，引起共振吸收，电子速度几乎为零，电子不能到达A，形成一个峰。
= 9.8V，电子与原子发生两次非弹性碰撞，在G2处失去动能，形成第二个峰。
= 4.9nV，将形成第n个峰。
n电子平均自由程对激发或电离的影响
主要由炉温决定，还与电子速度等有关。
λ很短，相邻两次碰撞间获得能量小，经多次碰撞能量积累到一激发态的能量时，能使原子激发到激发态，不容易激发到较高能态。
λ很长，相邻两次碰撞间获得能量大，激发到高能态的可能性很大，所以在λ很长，加速电压较高，会使某些电子有足够能量使原子激发到较高能态，甚至电离。
注意事项
n先将温度调到设定值，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）。
n接线，将Vf，VG1K，VG2P，VG2K的旋钮调到Z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。用“手动”档测曲线。
n实验中若产生电离击穿(电流迅速严重过载)，立即将加速电压调到零，减小灯丝电压，每次减小0.1~0.2V，重新测曲线。
n加热炉的炉温较高，移动时应注意，导线不要挂在炉壁上。
n在实验中注意炉温及灯丝电压的选择。
思考题：
n灯丝电压的大小对曲线有何影响？
n说明温度对充汞F-H管曲线影响的物理机制。
设计性内容
n
按照上述过程,用充Ar管做Franck-Hertz实验(因为Ar在常温下是气态,故不需加热.)，并研究灯丝电压、一栅压、反向电压对实验曲线的影响。
联系：
：周俞福