夫兰克-赫兹实验第一峰值所对应的电压是否等于第一激发电平,原因是什么?

核心提示不等于,一开始的UG2增加是为了给电子克服减速电压(拒斥电压),此时电子能到达极板P,开始产生电流,然后继续增加UG2,电流IP增加,当UG2达到克服减速电压所要电压与第一激发电位之和时,电子和氩原子发生弹性碰撞,从而电流IP下降,所以两者

不等于,一开始的UG2增加是为了给电子克服减速电压(拒斥电压),此时电子能到达极板P,开始产生电流,然后继续增加UG2,电流IP增加,当UG2达到克服减速电压所要电压与第一激发电位之和时,电子和氩原子发生弹性碰撞,从而电流IP下降,所以两者关系应是第一峰对应的电压>氩原子第一及激发电位。

1914年,弗兰克(James Franck,1882~1964)和赫兹(Gustar Hertz,1887~1975)在研究中发现电子与原子发生非弹性碰撞时能量的转移是量子化的,他们的精确测定表明,电子与汞原子碰撞时,电子损失的能量严格地保持4.9eV,即汞原子只接收4.9eV的能量。

这个事实直接证明了汞原子具有玻尔所设想的那种“完全确定的、互相分立的能量状态”,是对玻尔的原子量子化模型的第一个决定性的证据,由于他们的工作对原子物理学的发展起了重要作用,曾共同获得1925年的物理学诺贝尔奖。

由正弦交流电的最大值Um与有效值U的关系得:Um=120

2
V

设t=0时交流电的瞬时电压U=0,则交流电的瞬时表达式为:u=120

2
sin100πt(V)

画出一个周期内交流电的u-t图象如图r所示,其中阴影部分对应的时间0~t1表示霓虹灯不能发光的时间,根据对称性,一个周期内霓虹灯不能发光的时间为4t1

当u=U0=60

2
V时,由上式得t1=
1
600
s

再由对称性求得一个周期内能发光的时间为:t=T-4t1=

1
75
s

由比例关系求得一小时内霓虹灯发光的时间为:t=

3600
1
50
×
1
75
s=2400s.

故答案为:2400.

 
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