Franck-Hertz实验的物理过程

通过对Franck-Hertz实验中的电子能量分布及其动态变化的分析,对Franck-Hertz曲线的规律性波动现象作出了直观的解释.对充汞Franck-Hertz管,考虑了电子的额外加速程、汞原子的多能级共同激发以及电子与汞原子非弹性碰撞后电子具有剩余能量等因素,对Franck-Hertz实验的物理过程有了更全面的了解,并对Franck-Hertz曲线峰间距随加速电压增大而持续变大的现象作出了解释.     

夫兰克-赫兹实验中几个问题的研究

测量了F-H实验中控制电压的敏感区,观测了3种不同电路下汞原子的电离曲线并对其成因进行了解释.观测了电离情况下板极电流与反射电压的关系,阐明了在高反射电压下电子在第二栅极附近聚集会增加离子的复合概率.观测了两栅极之间处于"悬浮"状态时板极电流的不稳定,反映了电子和离子扩散的随机性与噪声电压的影响.     

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.     

夫兰克-赫兹实验中的气体击穿现象与空间电荷影响

实验采用充汞夫兰克-赫兹管(F-H管)测定汞的第一激发态(6~3P_1态)电位。当_电子在加速场中所获得的能量小于原子第一激发态的能量时,电子与原子的碰撞只能是弹性碰撞,根据理论计算,碰撞后电子损失的动能与原有动能的比值为δ=4mM/(m+M)~2cos~2θ=4r/(1+k)~2cos~2θ(1)式中k=M/m为原子与电子的质量比,因k》1, δ_max=4k/(1+k)~2=4/k→0即弹性碰撞时,电子几乎不损失能量。而当电子在加速场中所获得的能量等于或大于原子某一激发态的能量时,原子将被激发,这时碰撞为非弹性碰撞,据计算     

氙原子散射截面反常现象的观测分析

加速电子与充氙闸流管中的氙原子碰撞,电子被散射.实验测量了77 K及室温状况下管中的栅极及板极电流.通过计算,得出了散射概率、散射截面与电子能量的关系.结果表明,当电子能量约为1 eV时出现较弱散射概率,散射截面出现极小值,得出了与冉绍尔-汤森效应一致的结论.介绍了实验过程中的补偿和修正方法,并对影响实验结果的因素进行了分析.     

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.     

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.     

汞原子激发电位和电离电位的测量

一引言原子内部能量量子化这一概念,在物理教学中无疑是很重要的。因而定量地、形象地反映原子能级的存在,在近代物理实验中就成为不可缺少的课题。早在1914年J·Franck和G.Hertz就用电子碰撞原子的方法,使后者从低能级激发到高能级,从而证明了原子能级的存在,为原子的Bohr理论提供了直接的实验证据。此即著名的Franck—Hertz实     

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。     

弗兰克—赫兹实验曲线的峰间距

本文说明弗兰克－赫兹实验曲线峰间距的物理意义，影响峰间距的因素以及用汞原子的最低激发态（６３ Ｐ０，１，２）的电子碰撞激发截面，说明峰间距的变化，     

类氖氙离子LMn双电子复合模拟谱

在双电子复合过程发生的能量范围内,发射X光子的原子过程除双电子复合过程外还有辐射复合、共振激发、共振复合以及直接激发原子过程.本文使用相对论组态相互作用方法计算了这些过程的截面,比较了在双电子复合过程发生的能量范围内这些原子过程的截面与双电子复合过程截面,探讨了这些过程对双电子复合过程的影响.研究结果表明,辐射复合截面随入射电子束能量的增大迅速减小,在双电子复合能量范围内几乎为一常数,可以作为本底来处理;共振激发和共振复合过程对双电子复合过程的影响可以忽略不计;当入射电子束能量高于靶离子的第一激发能时,电子碰撞直接激发截面与高Rydberg态的截面连成一片,随着入射电子束能量的增加,电子碰撞直接激发截面越来越大,这时必须考虑直接激发过程.使用相对论组态相互作用方法计算了类氖氙离子的双电子复合截面,其结果与已有的部分实验和理论结果很吻合.     

类氖氙离子LMn双电子复合模拟谱

在双电子复合过程发生的能量范围内,发射X光子的原子过程除双电子复合过程外还有辐射复合、共振激发、共振复合以及直接激发原子过程. 本文使用相对论组态相互作用方法计算了这些过程的截面,比较了在双电子复合过程发生的能量范围内这些原子过程的截面与双电子复合过程截面,探讨了这些过程对双电子复合过程的影响. 研究结果表明,辐射复合截面随入射电子束能量的增大迅速减小,在双电子复合能量范围内几乎为一常数,可以作为本底来处理;共振激发和共振复合过程对双电子复合过程的影响可以忽略不计;当入射电子束能量高于靶离子的第一激发能时,电子碰撞直接激发截面与高Rydberg态的截面连成一片,随着入射电子束能量的增加,电子碰撞直接激发截面越来越大,这时必须考虑直接激发过程. 使用相对论组态相互作用方法计算了类氖氙离子的双电子复合截面,其结果与已有的部分实验和理论结果很吻合.     

Rb原子激发态碰撞能量转移

报道了用连续单模激光激发Rb原子至特定的激发态，从而观察激发态间的碰撞形成更高Rb原子激发态的实验结果.实验观察到Rb原子激发态的自发辐射与高激发态的碰撞形成通道之间的明显竞争，测得了高激发态的形成概率与激发光功率、原子蒸气温度及激光失谐的关系，所提出的碰撞能量转移机理较好地解释了实验结果. 关键词：     

Al的能量吸收边缘和电子粒子数布居分析

给出了Al电子能量损失谱吸收边缘的理论解释、电子粒子数布居分析及不同散射分截面计算结果的比较.能量吸收边缘被归一化为每原子每电子伏的散射截面.对散射截面的贡献来自三个方面.第一是来自应用推广的Hückel带模型得到的电子从内层向价层的跃迁;第二是来自利用电子气模型得到的电离末态;第三是来自激发原子附近的原子产生的外行平面波弹性反向散射.理论计算结果与实验得到的电子能量损失谱符合较好. 关键词：     

谈谈夫兰克-赫兹实验

一、引言十九世纪末至二十世纪初,人们从事光谱研究所积累的大量资料,从电磁波发射或吸收的分立特征方面,为1913年玻尔提出原子体系量子态的存在提供了依据和进一步的验证;而1914年的夫兰克-赫兹实验则从另一方面即从低速电子与原子在非弹性碰撞过程中能量交换的分立特征上,直接取得了原子激发能的数据,证明了量子态的存在,成为     

弗兰克-赫兹实验中吸收峰形成与变化判断准则的研究

以汞原子第一激发电势为例,系统地研究了吸收峰的形成条件,进而导出了吸收峰形成与变化的判断准则,并利用这一准则成功地解释了吸收曲线常成橄榄形的原因。     

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。     

He~+离子和Ne原子碰撞过程中激发态的研究

在He~+离子和Ne原子碰撞过程中,我们发现两种碰撞激发过程,一种是电子俘获激发过程,另一种是直接激发过程。本实验用光学多道分析系统(OMA)对这些过程进行了光学测量,给出了发射截面数据。入射离子实验室能量范围为70—150keV。     

对夫兰克-赫兹实验屏流曲线的讨论

夫兰克-赫兹（FH）实验是大学物理实验的重要实验,许多研究性课题从中不断产生.对实验曲线产生的机理与分析常常是实验教学中的难题.本文针对学生在FH实验中,对屏流IP曲线产生机理提出的问题,从汞原子的浓度和电子能量的变化系统研究了IP曲线产生机理,对这些问题给予了解释.