弗兰克-赫兹实验的工作参量对结果的影响

通过改变灯丝电压,第一栅极电压与拒斥电压,观察弗兰克-赫兹实验曲线的变化,讨论不同的工作参量对实验结果的影响,找出弗兰克赫兹实验的最佳工作参量,并探究其规律性。     

电子管综合实验设计

设计了电子管综合实验系统,采用MCU输出DA信号线性控制偏置电压和灯丝电压,该方法可快速均匀变化实验电压,并快速修改实验参量进行多次实验.使用该系统可以在同一平台上完成弗兰克-赫兹实验与金属逸出功实验.实验结果表明:逸出功理查森直线法实验曲线线性度较好,弗兰克-赫兹实验逸出电流显示能级特性明显.     

基于NI myDAQ数据采集器的弗兰克-赫兹实验系统

基于NI myDAQ数据采集器,采用LabVIEW设计了弗兰克-赫兹实验系统.该系统可定量、实时记录并直观显示阳极电流随加速极电压的变化过程,在同一坐标界面中显示不同参量的多条实验曲线,并实现波峰、波谷对应电压电流及激发电位等数据处理功能.用该系统测量了充氩弗兰克-赫兹管阳极电流随加速电压关系曲线及氩原子第一激发电位,实验结果与商用仪器测量的结果吻合.     

充氩弗兰克-赫兹实验波谷处加速电压及最佳实验参量

给出了弗兰克-赫兹管的导通电压及波谷处加速电压的表达式,并且讨论了灯丝电压、正向电压及减速电压对实验曲线的影响.通过分析实验曲线及数据得出最佳实验参量为:灯丝电压2.8V,正向电压1.6V,减速电压8.0V.在最佳参量下测得氩原子第一亚稳态的激发电位为11.59V.     

如何选择弗兰克-赫兹实验的工作参量

分析了弗兰克-赫兹管中灯丝电压VF、第一栅极电压VG1K、拒斥电压VG2A对实验曲线的影响,进而探讨弗兰克-赫兹实验的最佳实验条件,得到了一些有价值的规律,对实验有一定的指导作用。     

夫兰克-赫兹实验最佳工作参量的确定

讨论了充氩夫兰克-赫兹管中阴极电压Vf、第一栅极电压VG1和拒斥电压VP等因素对夫兰克-赫兹实验IP-VG2曲线的影响,确定了Ar原子夫兰克-赫兹实验的最佳工作参量.     

优化夫兰克-赫兹实验条件

利用改造后的第一代夫兰克-赫兹实验仪,通过计算机输入不同实验参量,得到相应实验条件的曲线及数据;在同一坐标界面中显示不同参量的多条实验曲线,分析了温度T、灯丝电压UF、第一栅极电压UG1K、阻滞电压UR及第二栅极电压UG2K对夫兰克-赫兹实验曲线形状及测量精度的影响,进而确定了各参量的最佳值.     

充氩弗兰克-赫兹实验研究

为了研究氩原子的激发电位,对充氩弗兰克-赫兹管在不同的灯丝电压、栅极电压和加速电压下进行了实验,分析了获得的实验曲线;得到使用该弗兰克-赫兹管实验时的最佳参数为灯丝电压3.2 V、栅极电压1.0 V、拒斥电压10.0 V.在该参数下测得氩原子的激发电位为11.61 V,并进行了详细的讨论;表明该值本质上应为氩原子第一亚稳态的激发电位,或两个亚稳态激发电位的一定概率比.     

基于云计算的大学物理实验数据在线处理

基于云计算平台,用Python及Flask设计了一个辅助钠原子光谱实验和弗兰克-赫兹实验数据处理的程序,可不受地域及设备的限制快速计算出钠原子光谱的量子缺及固定项、绘制弗兰克-赫兹实验曲线,实现了基于云平台的大学物理实验教学资源的功能拓展.     

弗兰克-赫兹实验最佳实验条件及第一激发电位的研究

探究了弗兰克-赫兹实验的最佳实验条件及第一激发电位,通过分析实验数据得出最佳实验条件为灯丝电压3.3V,第一栅极电压1.7V,拒斥电压5.0V,得到氩原子的第一激发电位为11.543eV,并分析原因.     

弗兰克-赫兹实验物理分析新视角

弗兰克-赫兹实验的板极电流是积分实验量,不能准确描述弗兰克-赫兹管中热电子能量分布和能量交换规律.采用仿I-V分析法引入弗兰克-赫兹管等效电阻,可直观地体现热电子与管中原子能量交换的共振吸收物理图象.认为管中热电子运动犹如江水奔流“后浪推前浪”,在一系列不同G2栅极电位条件下,改变减速电压VG电流,深入分析热电子“重聚—共振”周期规律的物理原理.实验发现,处于能量交换区共振激发而失去动能的电子在管中形成负电本底且部分屏蔽G2栅极电场的加速作用.这一现象不仅导致其他电子需要比预期更高VG共振激发的能量,而且延缓了下次电子重聚进程.     

弗兰克-赫兹实验的电压控温法

介绍一种提高弗兰克-赫兹实验加热炉温度稳定性的方法——电压控温法,使仪器的测量准确度得到提高．     

弗兰克-赫兹实验的计算机模拟

编制了蒙特卡罗仿真程序,并介绍了其原理.该程序可理论再现弗兰克-赫兹实验中电子与氩原子的相互作用过程,定量评估各碰撞、各种运行参量对结果的影响.该模拟程序可以用来解决学生对实验产生的疑惑,也可以为改进实验方案提供理论指导.     

用汞管研究弗兰克-赫兹实验中的电离问题

在弗兰克-赫兹实验中会观察到板极电流振荡曲线在某个电压下突然升高,振荡消失的现象,此时管子内部气体被击穿,产生大量离子和电子.由此产生一个疑问:原子电离是从何时开始的?是只存在于击穿过程中,还是早在击穿之前就存在了呢?通过电流放大器测量栅极G1的电流随栅极G2电压的变化曲线,观察到电流的逐步下降和突然反向的现象,获得了原子电离的直接证据,它说明:不仅在击穿时原子被电离,在击穿之前就存在着电离的过程,电离的数量随着加速电压增大而增多,击穿是电离增多到某种程度的突然放大。该发现的延伸意义是:既然有电离的存在,也就有各种高激发的存在,弗兰克-赫兹实验曲线是多种激发的综合结果,不能只考虑单一能级的激发。     

弗兰克-赫兹实验自动测量及数据处理

针对弗兰克-赫兹实验手动测量数据量大且精度不高的问题,提出利用数字示波器对弗兰克-赫兹实验仪自动测量的数据进行采集,并利用Origin对采集到的数据进行处理和分析,计算氩原子的第一激发电位,简化了实验过程,提高了数据处理速度和测量精度.     

频谱分析方法在弗兰克-赫兹实验中的应用

弗兰克-赫兹实验中定态能级间隔具有很强的周期性.本文借鉴频谱分析的方法,对弗兰克-赫兹实验数据进行处理,结果显示该方法准确确定出了定态能级间隔,结果有着很强的直观性及良好的处理效果.     

弗兰克-赫兹实验中氩原子第一激发电位的研究

改进现有弗兰克-赫兹实验仪器:不使用控制电压,把第一栅极G1和第二栅极G2短接,并接到加速电压的正极,G2和A之间仍然接反向减速电压,这样G1和K之间为加速和碰撞区,G1和G2之间为等势碰撞区.当拒斥电压为9V,加速电压为80V,灯丝电压为2.4V时,曲线峰谷差值最大,分辨率最高.计算得到氩原子最外层8个电子中,外层电子的第一激发电位为13.13V,内层电子的第一激发电位为13.41V.     

弗兰克-赫兹实验中电流变化的研究

弗兰克-赫兹实验对于学生学习和理解量子现象有重要作用，通过理论推导和实验，研究电子在F-H管中的运动情况；分析减速电压、加速电压对电流强度的影响；第一栅极电压对电子能量的影响，通过实验研究栅极电压、时间步距对电流强度的作用情况。结果显示减速电压、栅极电压和时间步距对电子的振荡有影响；第一栅极电压也会使电流产生周期性变化。针对实验现象，提出一些可能的解释，这对物理实验教学有一定启发。     

弗兰克-赫兹实验中两种测量模式及数据处理探讨

探究了自动测量和手动测量两种模式对弗兰克-赫兹实验结果的影响,在最佳参数下给出的F-H曲线都比较光滑。为了得到氩原子第一激发电位,我们分别利用Origin 8软件和最小二乘法理论公式对峰位序号和对应扫描加速电压进行线性拟合,结果发现和其他文献及理论结果符合较好。     

基于BP神经网络的弗兰克-赫兹实验曲线拟合

BP神经网络通过调整连接权重便可按预定精确度逼近非线性函数,利用这一特点可对非线性函数关系进行拟合.利用BP神经网络对弗兰克-赫兹实验数据进行处理,结果显示该方法处理结果精度高,拟合效果好.