文档介绍：精选夫兰克-赫兹实验补充实验讲义
HENGLDIA 电压继续增加，电子的能量又随之增加，在与气体原子相碰撞后还留下足够的能量，可以克服反向拒斥电场而到达阳极P，这时电流又开始上升。直到电子的能量到达二倍于气体原子的第一激发态能量时，电子在间又会因二次碰撞而失去能量，因而又造成了第二次阳极电流的下降。因此凡在栅极电压
VG2 = nU0+E (n=1,2,3…) (3)
的地方阳极电流IP都会相应下跌，形成规那么起伏变化的～VG2曲线。式(3)中的E为与金属电子逸出功有关的某一常量。而各次阳极电流
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开始下降时所对应的阴栅极电压VG2之差应该是该气体原子的第一激发电势U0。
本实验就是要通过实际测量来证实原子能级的存在，并测定出待测气体原子的第一激发电势U0。
如果夫兰克—赫兹管中充以不同的气体元素，那么各元素的第一激发电势如(表1)所示：
表1 几种元素的第一激发电势
元 素
钠(Na)
钾(K)
锂(Li)
镁(Mg)
汞〔Hg〕
氦(He)
氖(Ne)
氩(Ar)
U0/V
［实验仪器及其简介］
夫兰克-赫兹实验仪
该仪器采用充氩气的四极管做成的夫兰克-赫兹管。仪器面板结构如图5所示：
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面板结构图说明：
夫兰克-赫兹管阳极电流IP指示，电流单位nA；
电流表量程转换，有20nA、200nA、2KnA三档电流的量程可选择；
电压指示，可与右边的电压测量选择开关配合使用，以分别显示VG2、VP、、Vf各档电压；
电压测量选择开关；
电源开关；
电压增减调节按键；
自动扫描时的“快速〞和“慢速〞转换；
“手动〞、“自动〞选择开关；
阳极电流IP信号输出插口，信号幅度为0-2V，用示波器观察时接示波器“Y〞插口；
第二栅极电压VG2信号输出插口，信号幅度为0～2V，用示波器观察时接示波器“X〞插口。
微机串行口COM输出接口〔在仪器反面，图中没有反映出来〕。
[实验步骤]
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1．在用微机进行实验前，要先把微机夫兰克—赫兹实验背后的COM接口与电脑连接好，并按夫兰克—赫兹实验仪机箱上的参考电压值把夫兰克—赫兹管的各电极电压调到适宜位置。具体方法是：翻开电源，预热数分钟后，先把“扫描选择〞拨到“自动〞、“慢速〞，然后依次分别把“电压测量选择开关〞 〔4〕拨到“Vf〞、“VG1”和“Vp〞位置，再按一下仪器面板上的“+〞/“-〞按键，把相应的电压调到预定的参考值附近，再按一下“+〞/“-〞按键让电压变化停下来，再把“扫描选择〞拨到“手动〞，按动“+〞/“-〞按键对电压进行精细调整。〔注意，当某一个电压指示灯亮起来时，此时按下的“+〞、“-〞键仅是对这个电压进行调整，与其它的电压无关。〕。翻开电脑运行软件，选择好COM通信接口。
2．以上步骤完成后，再通过按键“-〞使VG2降到最低值，即可开始测量Ip～VG2关系了。(记录此关系数据并作Ip ～ VG2关系图。)
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上述步骤完成后，再把“电压测量选择开关〞拨到“VG2〞，点击电脑屏幕界面上的“开始〞按钮，计算机接口就开始采集Ip ～ VG2的数据，在计算机的屏幕上 “记录点数〞栏 就会出现不断变化的数字，此时可