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大学物理基础实验夫兰克赫兹实验PPT课件.pptx

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大学物理基础实验夫兰克赫兹实验PPT课件.pptx

上传人:wz_198614 2021/8/25 文件大小:576 KB

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文档介绍

文档介绍:背景
1913年,丹麦物理学家玻尔(N.Bohr)提出了一个氢原子模型,并指出原子存在能级。该模型在预言氢光谱的观察中取得了显著的成功。根据玻尔的原子理论,原子光谱中的每根谱线表示原子从某一个较高能态向另一个较低能态跃迁时的辐射。
N.Bohr (波尔)
(1885-1962)
第1页/共25页
背景
1914年,夫兰克(J.Frank)和赫兹)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) (1882-1964)
GUSTAV HERTZ(赫兹) (1887-1975)
第2页/共25页
背景
夫兰克一赫兹实验至今仍是探索原子结构的重要手段之一,实验中用的“拒斥电压”筛去小能量电子的方法,己成为广泛应用的实验技术。
第3页/共25页
[目的]
-赫兹实验的原理和方法。
,验证原子能级的存在。
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[实验仪器]
第5页/共25页
第6页/共25页
[原理]
激发电位
夫兰克一赫兹实验原理
第7页/共25页
[激发电位]
玻尔理论指出,原子只能较长久地停留在一些稳定状态(即定态),其中每一状态对应于一定的能量,各定态的能量是分立的。原子的能量只能从一个定态跃迁到另一个定态。
原子从一个定态跃迁到另一个定态而发射或吸收辐射时,辐射频率是一定的。
E0
(基态)
E1
(第一激发态)
(第二激发态)
E2
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通过具有一定能量的电子与原子碰撞,进行能量交换而实现原子从基态到高能态的跃迁。
设氩原子的基态能量为E0 ,第一激发态的能量为E1 ,初速为零的电子在电位差为U0 的加速电场作用下,获得能量为eU0 ,具有这种能量的电子与氩原子发生碰撞。
(1)当电子能量eU0 <E1- E0时,电子与氩原子只能发生弹性碰撞,由于电子质量比氩原子质量小得多,电子能量损失很少。
(2)当电子能量eU0 >E1- E0时,电子与氩原子会产生非弹性碰撞,氩原子从电子中取得∆E能量而由基态跃迁到第一激发态, eU0 = ∆ E= E1- E0 ,相应的电位差U0,即为氩原子的第一激发电位。
夫兰克--赫兹实验原理
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夫兰克--赫兹实验电路原理
F-H管中充满了氩气
阴极K:灯丝加热后,阴极发射出电子
板极A:接收电子
第一栅极 G1,第二栅极 G2
G1-K:加速电场
G2-K:加速电场
G2-A:拒斥电场
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