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广东第二师范学院学生实验报告
院（系）名称广二师（物理系）专业名称实验课程名称 实验项目名称近代物理实验弗兰克赫兹实验姓名学号
院（系）名称
广二师（物理系）
专业名称
实验课程名称 实验项目名称
近代物理实验
弗兰克赫兹实验
姓名
学号
20年丿
实验成绩 I—
实验时间
实验地点 I物理楼5楼
指导老师签名―I
内容包含：实验目的、实验使用仪器与材料、实验步骤、实验数据整理与归纳（数据、图表、计算等）、实验结 果与分析、实验心得、实验问题回答
一、实验目的
1、 了解弗兰克--赫兹试验的原理和方法；
2、 学习测定氩原子的第一激发电位的方法；
3、 证明原子能级的存在，加强对能级概念的理解。
二、实验使用仪器与材料
FD-FH-I型弗兰克--赫兹实验仪
三、实验步骤
测Hg的第一激发电位
1、 将装置温度调整到一定值，然后将 Vf,Vp,Vg调制标定值
Vf=2.40V VG1K=1.09V VG2 P=9.03V VG2K=0-100
2、 测量VG2K-Ip曲线，先将 VG2K跳至（调至）最小，之后每增大 0.5V记录一次Ip的数据，直 到测出5到8个峰
四、实验数据整理与归纳
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五、实验结果与分析
1、 根据实验数据可以看出，I的值下降不是徒然的，因为 K极发出的热电子能量时服从麦克 斯韦统计分布规律，因此极电流下降不是陡然的。
2、 实际的F-H管的阴极和栅极往往是不同的金属材料制成的，因此会产生接触电位差。而进入
加速区的电子已经具有一定的能量， 使真正加到电子上的加速电压不等于 UG2k。这将影响到F-H
实验曲线第一个峰的位置，是它左移或右移。
3、 随着第二栅极电压的不断增加，电子的能量也随之增加，在与氩原子相碰撞后还留下足 够的能量，可以克服反向拒斥电场到达板极，这时电流又开始上升，不致下降到零。
八、实验心得
八、
本次实验操作起来还是挺简答的。其中，掌握并了解弗兰克 --赫兹试验的原理和方法；证明
原子能级的存在，加强对能级概念的理解。林老师对实验的授课简明生动，生得同学的喜欢。
七、实验问题回答
第一峰值位置为何与第一激发电位有偏差?
答：受Vgik V的影响，G处的电子有一定初速度，而又由于Vg2P的影响，并不是所有到达G2
的电子都能最终形成电流， 理想情况是Vg2K =Vg2P，电子恰好能形成电流。 观察实验得到的 三条曲线都在大概10V左右才开始有明显的增大，也说明 Vg2K =Vg2P时恰好形成电流。这
样从Vg2P电压开始才有lp~ Vg2K的循环往复关系。所以第一激发电位有偏差。
广东第二师范学院实验原始数据记录表
院（系）名称
广二师（物理系）
专业名称
班 别
实验课程名称 实验项目名称
近代物理实验 弗兰克赫兹实验
姓名
学号
实验时间201
实验时间
201年时
实验指导老师签名
实验地点I物理楼5楼
原始记录（数据、图表、文字描述等）
八、实验数据整理与归纳
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院（系）名称广二师（物理系）专业名称物理学（师范）12物教
A班实验课程名称 实验项目名称近代物理实验弗兰克赫兹实验姓名黄泽涵学号12550601057
院（系）名称
广二师（物理系）
专业名称
物理学（师范）
12物教
A班
实验课程名称 实验项目名称
近代物理实验
弗兰克赫兹实验
姓名
黄泽涵
学号
12550601057
内容包含：实验目的、实验原理简述、实验中注意事项、实验（预习）要求 一、实验目的
1、 了解弗兰克--赫兹试验的原理和方法；
2、 学习测定氩原子的第一激发电位的方法；
3、 证明原子能级的存在，加强对能级概念的理解。
二、实验原理简述
1、电子和气态汞原子碰撞
利用电子和气态汞原子的碰撞最容易实现弗兰克赫兹实验。
原子从低能级En向高能级Em跃迁可以通过具有一定能量的电子和原子碰撞来实现。若与原 子碰撞的电子是在电势差 V的加速下，速度由 0到V,则
AE = Em - En = eV = -mv2 2
当原子吸收电子能量从基态跃迁到第一激发态时， 相应的V称为第一激发电位，如果电子的
能量达到原子电离的能量，会有电离发生，相应的 V称为该原子的电离电位。
2、实验装置
实验原理图：
KG, 8!
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Ip = Cex p{2vg2k}
充Hg的F-H管被加热式Hg气化后，Ip-VG2K曲线发生变化，如图所示
曲线
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当VG2K=4.9nV（n=1,2,3…）时，图线上都将出现一个峰值, 原因是每到一个 4.9V电子与汞原
子发生了非弹性碰撞，电子将能量全部转移给汞原子，失去能量的电子不能到达屏极。