弗兰克-赫兹实验中不同参量对汞的第一激发能曲线影响的探究.pptVIP

弗兰克-赫兹实验中不同参量对汞的第一激发能测量曲线影响的探究 Made by ： 胡晓倩 Partner： 韩楚 Instructor：白翠琴 测量电路和基本原理 灯丝电压UKF对曲线的影响 控制栅电压UG1K对曲线的影响 反向电压UG2P对曲线的影响 温度T对曲线的影响 Thank you for listening! QA * * UKF： 灯丝电压 1.8 V UG1K：控制栅电压 1V UG2P：反向电压 2.1V T： 管内汞蒸气温度 186o UG2K：扫描电压 E=（4.935±0.019）eV 图一：测量电路图 图二：汞第一激发能测量曲线 图三：UKF对测量曲线的影响 UG1K=1V UG2P=2.1V T=186o 现象： UKF↑ 曲线整体高度↑ 峰谷差值↑ 峰位几乎不变 灯丝电压稍微调节引起曲线形状很大变动 分析： UKF↑ 未碰撞电子数目↑ →曲线整体高度（本底能量） ↑ 碰撞电子数目↑ →峰谷差值↑ 出射电子速度分布↑ →峰谷差值↓ 前者主要地位，综合影响使峰谷差值拉大 教材P59有言：UGIK过大时，会减小进入碰撞空间的电子 流，导致板流的下降，一般取1V左右。 为验证之，UG1K取0~15V，对比分析测量曲线的变化 UG1K用于消除电子在阴极附近的堆积效应，控制阴极发射的电子流的大小; 由于阴极发射系数各不相同，G1与K的间距也有差异，故实验中应选取最佳UG1K值。 图四：UG1K(0-5V)时测量曲线 图五：UG1K(5-15V)时测量曲线 现象及分析： UG1K取1V、3V、5V时， UG1K ↑，曲线高度↑，峰谷差值↑, 进入碰撞空间的电子流↑ ，板流↑ ； UG1K取5V、10V、15V时， UG1K ↑，曲线高度↓，峰谷差值↓， 进入碰撞空间的电子流↓ ，板流↓ 且确实是UG1K=1V左右时曲线最佳，这样就验证了书上那句话 UKF=1.8V UG2P=2.1V T=186o 图六：UG2P对测量曲线的影响 现象： UG2P↑ 曲线整体高↓ 峰谷差值↓ 峰位几乎不变 分析： UG2P ↑ 形成板流的电子数目↓ →曲线整体高度（本底能量） ↓ UG2P降低电子速度的效果：高度电子低速电子 → UG2P降低板流的效果： 峰处 谷处 → 峰谷差值↓ UKF=1.8V UG1K=1V T=186o 图七：T对测量曲线的影响 UKF=1.8V UG1K=1V UG2P=2.1V 现象与分析： T ↓ Ⅰ. 汞蒸气密度↓ →电子平均自由程↑ →电子加速距离↑，能量↑ →曲线整体高度↑ Ⅱ. 电子平均自由程↑ →碰撞次数/峰数↓ 电子不能发生碰撞则单纯地随UG2K增大线性加速 →曲线更快地趋于上升的直线 Ⅲ. 电子平均自由程↑，碰撞时能量↑ → 将汞原子激发到更高能级 → 汞原子能级差↑ → 曲线峰峰间距↑