弗兰克赫兹实验思考题
答案
Document number：BGCG-0857-BTDO-0089-2022
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I G2A －U G2K 曲线上的各谷点电流随U G2K 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U G2K 的增大，这些电子的能量增大，因此在I G2A －U G2K 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I G2A －U G2K 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I G2A 电流减小。
２、在I
G2A －U
G2K
曲线上，为什么对应板极电流I
G2K
第一个峰的加速电压U
G2K
不等
于4.9V？
答：对应板极电流I
G2K 第一个峰的加速电压U
G2K
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U
G1K 、U
G2A
，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
U G1K 、U
G2A
，遏止全部电子，将全部离子拉向板极，测量离子电流与U
G2K
的曲线，
则该曲线拐点处即为电离电位。