Please wait a minute...
大学物理实验, 2025, 38(3): 30-35     https://doi.org/10.14139/j.cnki.cn22-1228.2025.03.006
  本期目录 | 过刊浏览 | 高级检索 |
弗兰克⁃赫兹实验参数优化、理论分析与数据处理
张家伟,陈学文 ,蒋雨豪,肖 雨
重庆科技大学 数理科学学院,重庆 401331
Parameter Optimization,Theoretical Analysis , and DataProcessing in the Frank-Hertz Experiment
ZHANG Jiawei,CHEN Xuewen*,JANG Yuhao,XIAO Yu
Chongqing University of Science and Technalogy ,Chongqing 401331 , China
下载:  PDF (1686KB) 
输出:  BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 

大学物理实验中实验参数的优化与数据分析能力培养至关重要。 本研究通过系统测量弗兰克?赫兹实验中灯丝电压、第一栅极电压和拒斥电压等对板极电流 I A 和第二栅级电压 V G2K 关系曲线的影响,获取 648 组实验数据并绘制 I A ?V G2K 特征曲线。 结合热电子发射理论、玻尔兹曼分布及电子?原子碰撞截面理论等,分析了不同实验现象背后的物理原理,揭示了参数调控对实验现象的影响关系,讨论了弗兰克?赫兹的实验参数有效范围。 最后,基于 Origin 软件自动寻峰与逐差法处理数据,获得了氩原子的第一激发电位较为理想的数值,验证了原子量子化能级理论,理论分析较好地解释了实验结果。 本研究为弗兰克?赫兹实验教学提供了参数系统优化的方案,并创新性地将理论建模与软件分析结合,提升了实验结果的可信度与教学实践价值。

服务
把本文推荐给朋友
加入引用管理器
E-mail Alert
RSS
作者相关文章
张家伟
陈学文
蒋雨豪
肖 雨
关键词:  弗兰克?赫兹实验  碰撞概率  Origin 自动寻峰  逐差法     
Abstract: 

The oplimization of experimental parameers and the eultivation of data analysis skills are erueial inuniversity physies experiments, This study systematieally measured the effects of filament voltage , first gridvoltage ,and rejection voltage on the relationship curve between plate current /, and second grid voltage Vex inthe Franek -Hertz experiment , obtaining 648 sets of experimental data and ploting the /,-Vex characteristiecurve, By combining theories such as thermionie emission, Boltzmann distribution , and electron-atom collisioneross-section ,the underying physical principles of different experimental phenomena were analyzed ,revealingthe relationship between parameter regulation and experimental phenomena,The effeetive range of experimentalparameters for the Franek-Hertz experiment was diseussed, Finally, based on the automatie peak-finding anddifferenee-by-differenee methods in Origin sofware , an ideal value for the first exeitation potential of argonatoms was obitained ,verifying the theory of atomie quantization energy levels,The theoretical analysis provided agood explanation for the experimental results, "This study provides a systematie optimization scheme for theparameters in Franek-Hertz experiment teaching and innovatively eombines theoretieal modeling with sofkwareanalysis ,enhaneing the credibility of experimental results and the value of teaching practice.

Key words:  Frank-Hertz experiment    collision probability    origin automatic peak hunting    method of diferences
               出版日期:  2025-06-25      发布日期:  2025-06-25      整期出版日期:  2025-06-25
ZTFLH:  O 562.2  
基金资助: 

国家自然科学基金(12275036,11847301);重庆市自然科学基金(stc2021jcyj?msxmX0681,cstc2021jcyj?msxmX0678);中央高校研究项目(2019CDJDWL0005);重庆科技大学本科教育教学改革研究项目(202367,202477,202476

引用本文:    
张家伟, 陈学文 , 蒋雨豪, 肖 雨. 弗兰克⁃赫兹实验参数优化、理论分析与数据处理 [J]. 大学物理实验, 2025, 38(3): 30-35.
ZHANG Jiawei, CHEN Xuewen, JANG Yuhao, XIAO Yu. Parameter Optimization,Theoretical Analysis , and DataProcessing in the Frank-Hertz Experiment . Physical Experiment of College, 2025, 38(3): 30-35.
链接本文:  
https://dawushiyan.jlict.edu.cn/CN/10.14139/j.cnki.cn22-1228.2025.03.006  或          https://dawushiyan.jlict.edu.cn/CN/Y2025/V38/I3/30
[1] 杨 波 , 邢海波 , 王晨辰 . Origin 软件在声速的测量实验数据处理中的应用 [J]. 大学物理实验, 2024, 37(4): 86-88.
[2] 岳伊帆 , 胡亚华 , 李俊成 , 孟劲舟 , 马玉彬 , 张 敏 , 桂 兆 . 基于位置敏感器件的杨氏模量测量 [J]. 大学物理实验, 2024, 37(2): 65-69.
[3] 颜利芬, 黄运米, 黄晓虹, 王振国. 基于 Matlab GUI 的拉伸法测杨氏弹性模量实验的数据处理 [J]. 大学物理实验, 2023, 36(5): 112-115.
[4] 张 燕. 基于SPSS的弹簧振子实验数据处理研究 [J]. 大学物理实验, 2022, 35(5): 125-127.
[5] 毛爱华 , 蔡禄 , 李丽荣 , 孙一博. 基于逐差法推算液体表面张力系数的不确定度 [J]. 大学物理实验, 2022, 35(4): 108-110.
[6] 赵云飞, 邱成锋, 贾小文, 张金凤, 范海英. 基于Excel的直线拟合问题不确定度评定研究 [J]. 大学物理实验, 2022, 35(1): 110-114.
No Suggested Reading articles found!
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed