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最新大學物理實驗報告

發(fā)布時間:2017-04-11  編輯:沈舒文 手機版

  2. 求Ar原子的第一激發(fā)電位。

  將在實驗中記錄下的數(shù)據(jù),以點的形式描在x-y坐標上,并用平滑曲線連接后得到的圖形為:大學物理實驗報告-弗蘭克赫茲實驗 - zhou198865 - zhou198865的博客

  得到的六個峰值(Ip),對應的UG2K依次為:U1=3.00V , U2=4.15V , U3=5.35V , U4=6.60V , U5=7.90V, U6=9.20V .

  設Ux為Hg的第一激發(fā)電位,則有下列式子(逐差法):

  3*Ux1=U4-U1=6.60V-3.00V=3.60V, Ux1=1.20V;

  3*Ux2=U5-U2=7.90V-4.15V=3.75V, Ux2=1.25V;

  3*Ux3=U6-U3=9.20V-5.35V=3.85V, Ux3=1.28V

  則

  大學物理實驗報告-弗蘭克赫茲實驗 - zhou198865 - zhou198865的博客=大學物理實驗報告-弗蘭克赫茲實驗 - zhou198865 - zhou198865的博客=1.24V.

  不確定度分析:

  uA=大學物理實驗報告-弗蘭克赫茲實驗 - zhou198865 - zhou198865的博客

  u0.68=1.32*uA=1.32*0.023V=0.030V.

  則Ux=大學物理實驗報告-弗蘭克赫茲實驗 - zhou198865 - zhou198865的博客大學物理實驗報告-弗蘭克赫茲實驗 - zhou198865 - zhou198865的博客u0.68=1.24大學物理實驗報告-弗蘭克赫茲實驗 - zhou198865 - zhou198865的博客0.030V.

  結論:由此可得,Hg的第一激發(fā)電位UxHg=4.8大學物理實驗報告-弗蘭克赫茲實驗 - zhou198865 - zhou198865的博客0.08V,而Ar原子的第一激發(fā)電位為UxAr=1.24大學物理實驗報告-弗蘭克赫茲實驗 - zhou198865 - zhou198865的博客0.030V。

  思考題:

  說明溫度對充汞F-H管Ip-VG2k曲線影響的物理機制。

  答:,在一定溫度下(一般在發(fā)100 oC至250 oC),才可得到合適壓強的汞蒸氣,這時汞原子的密度也是合適的。汞蒸氣對溫度非常敏感,如果溫度不在合適范圍之內,會影響到汞原子在F-H管內的密度。如果溫度較低,會導致F-H管中汞原子的密度較小,就進一步為汞原子專門提供與電子碰撞,這就使得電子的平均自由程變大,電子有機會使積蓄的能量超過4.9V,從而使高激發(fā)態(tài)的激發(fā)概率迅速增加,會Ip有了對應的峰,并在Ip-VG2kr 曲線上有對應的峰,出現(xiàn)高激發(fā)態(tài)時的電位,這就會影響到實驗的結果。如果溫度較高,汞管內的密度較大,使電子每次能量到達4.9eV時,有足夠大的概率與汞原子發(fā)生能量交換,使得電子的速度重新回到零,并需要重新加速,直到再次到達4.9eV,又與汞原子發(fā)生能量交換…….始終都在在基態(tài)和第一激發(fā)態(tài)之間,并且在Ip-VG2K曲線中會表現(xiàn)出有多個峰值,并且都是處在第一激發(fā)態(tài)上。則會使所以說,在實驗中對汞的溫度也有一定的講究:過高時,則在Ip-VG2k曲線上會出現(xiàn)多個峰;過低則會使得出現(xiàn)高激發(fā)態(tài)上的峰值,在圖中表現(xiàn)為,兩個峰值的距離會加大。

  實驗心得:

  1. 實驗過程中,開始時使用的儀器,在調好了相關數(shù)據(jù)后,進行讀數(shù)時,發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)變化很小、,這就增大了讀取數(shù)據(jù)的誤差。后來換了一臺儀器,讀取時,電流隨電壓的改變而改變的幅度變大,這就大大減小了讀取數(shù)據(jù)的誤差,也使得實驗中測量Hg的第一激發(fā)電位較為準確。所以我覺得在實驗開始時調整好實驗儀器,也是一件非常重要的事。

  2. 在實驗過程中,一定要定下心來。實驗中讀取數(shù)據(jù)有的時候是一件很枯燥單調的事,當需要讀取的數(shù)據(jù)很多時,容易變得浮躁,使得會出現(xiàn)讀取錯誤的情況。這就需要我們能夠冷靜自我,一心一意地去做自己要做的事,把需要實驗的步驟做好。這很重要。


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