Experiment Presentation

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1 Experiment Presentation
夫兰克-赫兹实验 炉温对于实验影响的探究 A3 张天佳

2 理论分析

3 影响实验的因素 可调参数影响： VF，VG1K，VG2P 以及炉温等 不可调因素影响： 接触电位差 热电子发射 碰撞几率
VG2K=nVc+V0 , 不同的金属材料 热电子发射 “峰”总会有一定的宽度 , 麦克斯韦统计分布规律 碰撞几率 板极电流下降不为0 ,电子与稀薄汞原子碰撞有一定的几率

4 炉温对实验的影响 温度改变 汞的饱和蒸汽压个改变 汞蒸汽的密度改变 电子与汞原子碰撞平均自由程变化。

5 电子的平均自由程 r为汞原子半径 n0为汞原子密度 电子热运动平均速率ve T是汞蒸汽温度（K） P 是饱和汞蒸汽压强

6 电子平均自由程表达式

7 下表是几种气体的原子直径 气体 2r/×10-8 Hg 3 He 2.5 Ne 3.54 Ar 3.6 Kr 3.14 Xe 4
下表1是几种气体的原子直径 下表1是几种气体的原子直径 下表1是几种气体的原子直径 下表是几种气体的原子直径 气体 2r/×10-8 Hg 3 He 2.5 Ne 3.54 Ar 3.6 Kr 3.14 Xe 4

8 下表为各温度下电子的平均自由程 温度/℃ 压强/mmHg 压强/pa 平均自由程/mm 100 0.2719 36.25 2.09029
110 0.4572 60.96 120 0.7457 99.42 130 1.186 158.13 140 1.845 246.00 150 2.807 374.26 160 4.189 558.53 170 6.125 816.66 180 8.796 190 12.423

9 实验验证

10 实验设置参数 室内温度 17.0℃, 室内湿度 62%, 扫描电压范围 0~70.2V, VF=2.4V, VG1K=1.2V, VG2P=2.5V,

11 Question 1 ? 何谓“合适”的温度？

12 实验的时候， 温度从高到低调节好呢， 还是从低到高调节好呢？
Question 2 ? 实验的时候， 温度从高到低调节好呢， 还是从低到高调节好呢？

13 100℃→130℃ 100℃ ？ 110℃ ？ 120℃ ？ 130℃ ？ 说明？

14 140℃→190℃ .VS. 140℃→150℃ 170℃→190℃

15 温度与第一激发电位的关系 合适的温度在180℃到190℃之间？ 温度/℃ 第一激发电位/ev 150 5.226 160 5.143 170
5.100 180 4.953 190 4.868 合适的温度在180℃到190℃之间？

16 参考资料 近代物理实验1---基本实验 .吴思诚等著，北京大学出版社，1986年2月 课本教材 近代物理实验—夫兰克赫兹实验部分内容
近代物理实验 .高铁军 朱俊孔等，山东大学出版社，2000年9月 近代物理实验 .李敬林等，北方交通大学出版社，2003年8月 大学物理实验第二册第二版 .谢行恕，康秀士，霍剑青等，高等教育出版社，2005年11月 物理实验教程（近代物理实验部分）.张孔时，丁慎训等，清华大学出版社，1991年7月 夫兰克赫兹实验的研究 .宋文福，冯正南，朱力，大学物理实验，Vol17，No2，2004年6月

17 Thanks