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.     

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.     

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。     

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.     

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.     

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.     

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-赫兹实验集电极电流微分测量分析

弗兰克-赫兹实验物理内容丰富，其实验现象由事实展现并得到广泛关注，但缺乏从机制层面对实验现象进行分析.采用集电极电流微分测量方法，由微分电流的能量(电位)分布及其随加速电压的变化规律，解释了常规方法所观测到的普遍实验现象.通过观测能量分布峰形变化，分析了实验过程中单峰和双峰交替出现的物理本质，深入探讨常规方法的实验结果与能量分布规律的内在关联.集电极电流微分测量方法有助于深刻理解实验原理，其结果阐明了激发电位递增的物理本质.     

夫兰克-赫兹实验中影响板极电流因素浅析

通过公式与绘图比对实验测得的数据,研究电子与氩原子的夫兰克-赫兹实验中不同阴极电压、第一栅极电压、反向电压下,板极电流随加速电压的变化情况。分析板极电流发生变化的规律及原因,观察测得数据及其绘制的夫兰克-赫兹曲线找出对实验研究负向影响最小的阴极电压、第一栅极电压、反向电压的参考数值。     

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-赫兹实验条件的优化方法及定量评估

弗兰克-赫兹实验的物理内容丰富,虽然过去已从不同角度对实验条件优化问题进行了广泛讨论.本文系统地分析了实验优化方法及其评估依据,有助于深刻理解实验物理.本文利用实验装置所附的默认参数,得到初步实验结果.根据集电极电流的测量原理,选定集电极电位接近但小于激发电位实验值,进而根据灯丝温度对热电子发射密度的影响规律,调节合适灯丝电压(电流).最后,改变并观察第一栅极电位影响,由峰处和谷处集电极电流均值及其标准偏差为指标,定量评估实验优化水平,寻找最佳实验条件,以期可得到更合理的实验结果.     

弗兰克-赫兹实验的演示

本文介绍了弗兰克一赫兹实验的CAI教学软件的制作和使用。生动形象地描述了原子内部能量的量子化情况及气体放电现象中低能电子和原子之间的相互作用。重点突出反映了加速电压与流经弗兰克一赫兹碰撞管的电流之间的夫系,能够有针对性的测量原子的第一激发电位。     

弗兰克-赫兹实验不稳定状态的应对措施

在弗兰克-赫兹实验中,温度等环境因素的变化会导致灯丝电压、控制电压、拒斥电压设置不当造成实验数据不理想;同时随着实验仪器高强度的使用,弗兰克-赫兹管逐步老化也会引起工作状态不稳定.针对这2种情况,采集了不同工作参量下的弗兰克-赫兹曲线作为工作参量调整的依据,同时增设数字示波器,可直观观测弗兰克-赫兹曲线,灵活调整工作参量.     

智能化夫兰克-赫兹实验仪灯丝电流采集部分设计

智能化夫兰克-赫兹实验中,通过测量灯丝电流的峰-谷点变化来确定管内所充物质的第一激发电位,灯丝电流的测量直接影响到实验的精度.本文介绍了智能化夫兰克-赫兹实验仪中灯丝电流信号的数据采集模块CS5506,给出了CS5506 A/D转换模块与Atmega16的接口电路和软件程序.最后用该实验仪进行不同温度参数的实验,测量获得理想的实验曲线和实验数据表.     

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。     

弗兰克—赫兹实验中第一峰值板流对应电压的研究

本文提出用弗兰克－赫兹实验测汞原子第一激发电位时，第一峰值板流对应电压不是４．９Ｖ的原因不仅与接触电位有关，通过实验找出影响该电压的因素，并给予解释。     

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-赫兹实验栅极电流的研究

测量了夫兰克赫兹实验中氩气管的经典线性伏安特性曲线,分别从栅极电流和板极电流的实验数据中反应出的氩原子第一激发能级量子化吸收的特性,并对量子吸收理论在实验中的体现加以探讨。     

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.