弗兰克—赫兹实验思考题答案

[预习思考题]

1、 什么是能级？玻尔的能级跃迁理论是如何描述的？

答：在玻尔的原子模型中，原子是由原子核和核外电子所组成，原子核 位于原子的中心，电子沿着以核为中心的各种不同直径的轨道运动。在一定轨道上运动的电子，具有对应的能量，轨道不同，能量的大小也不相同。这些与轨道相联系、大小不连续的能量构成了能级。

当原子状态改变时，伴随着能量的变化。若原子从低能级Ｅn跃迁到高能级Ｅm，则原子需吸收一定的能量，该能量的大小为△E： △E＝Ｅm－Ｅn

若电子从高能级Ｅm跃迁到低能级Ｅn，则原子将放出能量△E。 2、 为什么IG2A－UG2K曲线上的各谷点电流随UG2K的增大而增大？ 答：电子与汞原子的碰撞有一定的几率，总会有一些电子逃避了碰撞，穿过栅极而到达板极。随着UG2K的增大，这些电子的能量增大，因此在IG2A－UG2K曲线上的各谷点电流也随着增大。 [实验后思考题]

1、 温度对充汞F－H管的IG2A－UG2K曲线有什么影响？

答：当温度过大时，单位体积内的汞原子数增加，电子的平均自由程减 小，电子与汞原子的碰撞次数增加，因此，在整个加速过程中，弹性碰撞的总能量损失相应增大，其IG2A电流减小。

２、在IG2A－UG2K曲线上，为什么对应板极电流IG2K第一个峰的加速电压UG2K不等于4.9V？

答：对应板极电流IG2K第一个峰的加速电压UG2K不等于4.9V的主要原 因是：由于阴极与栅极不是由同一种材料组成，其间存在接触电势差。 ３、 如何利用该套实验设备测出汞原子的电离电势？

答：利用该套实验设备测量汞原子的电离电势的方法是：降低炉温，重 新选择UG1K、UG2A，谨慎地选择灯丝电压，使得在第二个第一激发电位峰出现后即出现电离峰，以电离曲线中的第一个峰（对应4.9V）为定标标准，求出电离峰与第一峰的距离，即可知电离电位。或在不改变温度的情况下，选择合适的UG1K、UG2A，遏止全部电子，将全部离子拉向板极，测量离子电流与UG2K的曲线，则该曲线拐点处即为电离电位。