教学中改进弗兰克-赫兹实验的尝试

弗兰克-赫兹实验是近代物理发展中的一个著名实验，它通过定量的实驻数据，证明了能级的存在，对玻尔理论的建立提供了有力的支持．此实验构思巧妙．用较为简单的实验设备，取得了突破性的结果，确实值得很好地学习和研究．因此，虽已经过了80年的历程，它仍然是各高等院校物理实验的常选题目．怎样方能做好这一著名的传统实验，是值得讨论交流的问题．     

弗兰克－赫兹实验与玻尔的氢原子理论

本文以对于弗兰克－赫兹实验与玻尔氢原子理论之间关系的叙述为例，说明国内大学物理教材中所存在的准历史问题，并根据确凿的物理学史料来阐述例中准历史的“准”之所在，文章还概述了准历史现象的一些弊病。     

弗兰克－赫兹实验中电子与汞原子的碰撞机理

Ｈｇ原子６￣１Ｓ＿０→６￣３Ｐ＿０．１．２的电子碰撞激发，不仅仅是简单的非弹性碰撞过程的能量转移，还包含电子交换以及Ｈｇ原子俘获电子形成极短寿命（≤１Ｏ￣１３Ｓ）的Ｈｇ￣－离子态（６ｓ６ｐ￣２）而共振这样两种强烈影响激发截面的重要机制，电子与Ｈｇ原子的弹性碰撞存在量子效应，弹性散射截面σ＿０与电子初动能大小有关。     

弗兰克-赫兹实验OBE模式教学初探

针对工科近代物理实验教学过程中常常存在的原理理解困难,思路分析不清等难点问题展开讨论。结合先进的OBE教学理念、对实验过程采用量化的BOPPPS进行具体实施。通过不同的计算方法得到了氩原子的第一激发电位,验证了原子存在能级。对大学物理及实验课堂教学提供了一种新的启发模式。     

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.     

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.     

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.     

智能弗兰克-赫兹实验测量仪的研制

采用AT90S 8535单片机研制了一种智能弗兰克－赫兹实验测量仪，能测量10^-9-10^-12A微电流，提供0－50V线性程控稳压电源，模糊控温，图形液晶显示中英和曲线，曲线数据打印，具有测量快、精度高、体积小、成本低、使用方便等优点。本介绍了该测量仪的硬件组成、典型电路工作原理、软件设计，分析了实验结果。     

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，     

基于MATLAB的弗兰克-赫兹实验数据处理

精确地找出峰值和谷值点,是减小弗兰克-赫兹实验误差的关键。通过用待定系数法求出各峰值和谷值点附近的曲线方程,再对曲线方程求导,得出极值点,从而确定峰值和谷值点。同时,利用高效的MATLAB工程计算语言处理计算过程中的数据,使复杂的数学运算变简单。     

弗兰克-赫兹实验中的伏安特性曲线

给出了弗兰克-赫兹实验中的伏安特性的理论关系,并与实验进行了对比。对比表明,理论结果与实验结果一致。     

弗兰克—赫兹实验中的峰间距问题

运用吸收峰形成与变化判断准则解释了管温和阴－栅极距离对峰间距的影响。     

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.     

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。     

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.     

弗兰克—赫兹实验与玻尔的氢原子理论

本文以对于弗兰克－赫兹实验与玻尔氢原子理论之间关系的叙述为例，说明国内大学物理教材中所存在的准历史问题，并根据确凿的物理学史料来阐述例中准历史的“准”之所在，文章还概述了准历史现象的一些弊病。     

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.