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大学物理综合设计实验
1.11.1 0 引言
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夫兰克-赫兹实验证明了原子存在分立的能级,有力地支持了玻尔理论,为量子力学的开创奠定了基础。在夫兰克-赫兹实验的伏安特性曲线中,曲线的峰间距或谷间距就是气体原子的第一激发电位,从而证明了原子内部量子化能级的存在[1],谷底电流反映的是电子不发生非弹性碰撞的概率[2]。伏安特性曲线受温度、灯丝电压及拒斥电压影响,其形状会发生改变[3]。实验发现增大拒斥电压,曲线的峰值位置会右移并出现负电流,还会出现谷底电流下降趋势。峰值位置右移是因为只有能量较大的电子才能克服反向电压到达极板,而负电流则是来源于光电效应[4]。而目前针对谷底电流下降趋势所代表的物理意义并无定论。本研究将伏安特性曲线的电流值分解为正电流和负电流,通过拒斥电压对正电流、负电流的影响解释了伏安特性曲线波谷电流异常趋势的物理意义。