弗兰克赫兹实验部分现象的理论解释PPT课件.ppt

弗兰克赫兹实验部分现象的理论解释报告人：张驰 11300720111光科学与工程系 指导老师：谢斌平 合作者：金鑫 11300720012概要•实验初步现象•实验理论解释•理论的数据检验•个人理解实验初步现象•电流峰间距随电压增大而增大Vf=1.8V  VGP1=1.8V  VG2P=1.5V实验理论解释•非弹性碰撞模型•剩余能量理论非弹性碰撞模型电子在与最后一个Hg原子发生弹性碰撞，能量接近第一激发能但并未激发，经额外加速才最终激发最终发生非弹性碰撞激发，不一定是第一激发能（高激发能也可能参与）剩余能量理论•平均自由程•对应一部分“额外加速程”     单单次碰撞额外加速与次碰撞额外加速与n有关有关还与平均自由程有关还与平均自由程有关验证实验•测量额外加速获得能量以验证理论•有关量•平均自由程                         ——•峰位数n                        ——   观察同一炉温下不同峰位额外                                    加速程  改变炉温实验方法•Ue测量方法：     增大VG2P至某峰消失，认为此eVG2P是此峰处发生非弹性碰撞前电子的能量。

•量级估计（精度要求不高）               ——判断峰位消失利用ORIGIN比较峰幅值，达到25%剩余，判定为“消失”实验数据(其一)•炉温453K此方法利用不同炉温•VF=1.8V•VG1K=1.8V数据处理•   处理结果温度温度T/K433443453碰撞前能量（VG2P）/eV6.25.85.7碰撞损失能量/eV（第一激发能平均值）5.03754.96254.9225额外加速能量/eV1.16250.83750.7775额外加速程/mm0.0710.0490.045散射截面σ/cosθ╳10-20m213.210.38.9另一种处理方法•利用相同炉温不同峰位n的加速程关系(453K)峰数峰数n481216碰撞前能量（VG2P）/eV  5.3  5.5  5.7 5.7碰撞损失能量/eV（第一激发能平均值）  4.8325  4.8500 4.9133 4.9225额外加速能量/eV0.46750.65000.78870.7775额外加速程/mm0.0870.0730.058 0.045散射截面σ/cosθ╳10-20m24.65.56.98.9理论验证σ/cosθ╳10-20m2cosθ取合适值（0~1之间），便可得到与文献值吻合的散射截面个人理解（基于文献[1]）• 个人理解（基于文献[1]）•文献描述个人理解（基于文献[1]）参考文献•[1]何益鑫 张新夷. Franck-Hertz实验的物理过程[J] 物理实验 2011 31（5） 33~38.•[2] Raplor G, Sengstock K, Baev V. New features of the Franck-Hertz experiment [J]. Am. J. Phys. , 2006 ,74 (5) :4232428.•[3]蔺明婕,俞颉翔,白翠琴,潘玉莲,马世红.弗兰克2赫兹实验中温度与电子平均自由程的关系[J] 物理实验 2009 29（3） 39~43.特别鸣谢•10级光科学系 刘畅同学的ppt 对我的实验改进有诸多帮助Thank you!Q&A。