没使用过示波器的,请看过来

示波器在量子论实验中的应用简介-19赵世暖.pptx

注:以上是针对氖管的弗兰克-赫兹实验讲解,供同学预习的时候参考。实验内容请以本学期的讲义为准。

  • 弗兰克-赫兹实验仪(控制电源和氖管)

  • 示波器

  1. 加深对原子量子化结构的认识,加强对原子能量量子化的理解;
  2. 建立电子和原子碰撞的实验模型,了解电子和原子碰撞时的能量交换过程;
  3. 观察氖管的发光现象和电流变化规律,证明原子能量的量子化;
  4. 测量氖原子的第一激发电位,对实验模型进行分析和讨论。
  1. 什么是基态?什么是激发态?什么是原子能量的量子化?
  2. 画出实验线路图,标出各电极的名称。
  3. 通过预习,你认为如何在实验上“观察”到原子能量的量子化?(提示:1. 你预期应在哪两个电极间观察氖管发光,若改变加速电压,发光区会如何变化?2. 加速电压与收集到的电流之间有什么关系?可以反映出什么物理问题?)
  4. 某原子从高能级跃迁到低能级时发射的光子波长为600nm,则这两个能级差ΔE为多少电子伏特?某原子的第一激发电位为16.0V,则该原子从第一激发态跃迁回基态时发射的光子波长是多少?
  • 在不了解仪器的参数范围时,控制电压和反向电压一开始应怎样设置?
  • 怎样理解控制变量法的作用?怎样在保证仪器安全的情况下,逐步找到实验仪器的参数范围?
  • 发光区首先从哪里开始出现?如何判断自己画的发光区侧视图是否合理,是否体现了量子化?
  • 如何通过原子能级图来判断橙红色可见光的发光机制?
  • 如果电压曲线和电流曲线的波形不在示波器屏幕中央、波形大小不适合、波形不断移动,应如何调整示波器?
  • 如果示波器上电流曲线过于平坦,或电流曲线有明显上升但是峰谷不明显,或电流曲线出现平台,应如何调整参数UE和UG?

1. 开机:将控制电压UG和加速电压UA的旋钮左旋到底,打开F-H实验仪背后电源开关,液晶显示屏有数据显示。
2. 初始参数设置:实验中灯丝电压UF设置为8.5V不变。控制电压UG的调节范围为0.5~3.5V,反向电压UE的调节范围为1~8V。为了仪器安全,初始参数UG选定范围内最小,UE选定范围内最大。
3. 观察控制栅极G 和阳极A之间的发光现象:

  • 加速电压UA设为“手动扫描”,将UA从零逐渐增加到65V,在氖管中控制栅极G和阳极A之间观察发光现象。如果看不到发光,略微增加UG,重新观察。当能看到发光现象时,记录相应的UG值,以及发光现象在UA增加过程中的变化情况。
  • 将UA调至65V,看到完整的发光现象,慢慢减小控制电压UG当发光区几乎要消失时,停止减小UG并记录为UG工作范围的下限值。再慢慢增加控制电压UG,记录发光区的变化情况(形态、位置、亮度、数目),当发光区中心开始变得比周边明亮,并朝下(阴极K)略有弯曲凸起时,立即停止增加UG并记录为UG工作范围的上限值。

注意:(1)若发光区中心明显向阴极凸出,甚至出现大片连续发光区,这是气体被击穿的现象,应立即调低UA至击穿现象消失。将控制电压UG设置到安全范围内,再做实验。
(2)整个实验中,控制电压UG始终不能超过工作范围的上限值。各台实验仪器的UG工作范围互不相同,需要通过发光现象观察来确定各自的UG工作范围。
(3)加速电压UA太高,电子动能太大也可能使气体原子电离而发生击穿现象,实验中UA的最大值在65-70V之间,请勿超过70V。

  • 在工作范围中调整控制电压UG,使发光区亮度适中、没有弯曲、间隔明显。
  • 观察并记录反向电压UE对发光区(形态、位置、亮度、数目)的影响。
  • 将加速电压UA从零开始增加,每当有一片新的发光区出现时,画出发光区的侧视图,并记录相应的UA数值。

注意: 观察发光现象时应水平正视,发光区间隔明显,侧视图中标注电极。
4. 氖原子第一激发电位U1的估计和橙红色可见发光区的机制分析:

  • 由记录的各片发光区出现时的UA数值,估算氖原子的第一激发电位U1,并由该U1计算氖原子从第一激发态返回基态时所发射出光子的波长。
  • 此波长是否对应于观察到的橙红色可见光?
  • 根据图1所示原子能级图,分析橙红色光可能是由氖原子的哪些能级之间的跃迁产生?

F-H实验仪的信号输出说明:
F-H实验仪有两个信号输出端口:UX=UA=⋅1/10和UY=IE⋅V。
(1)UX是加速电压UA的1/10。
(2)UY是由电流IE转换成的电压信号,UY和电流IE成正比。转换器V除了电流到电压的转换功能外,还提供几十倍的电流增益功能。实验中将转换器右旋到底,使电流增益最大。

采用同轴电缆将F-H实验仪的UX输入示波器的“X”通道,UY输入示波器的“Y”通道。
1. 示波器的电压信号观察:

  • 加速电压UA设为“自动扫描”,扫描下限为0,扫描上限为70V,观察示波器屏幕上的UX-t直线和UY-t曲线。
    • 注意: 实验中将UY-t曲线看作IE-t曲线,也称为电流曲线。
  • 调节示波器的电压档位、时间档位、移位旋钮,使加速电压直线和电流曲线大小适中,并位于屏幕中央。

2. 观察加速电压的线性变化规律:

  • 加速电压UA是怎样扫描的?
  • 加速电压UA从扫描下限增加到扫描上限需要多少时间?

3. 观察电流曲线的变化规律:

  • 在加速电压的一个扫描周期里,电流曲线是怎样变化的?
  • 怎样由IE-t曲线推断IE-UA曲线的形态?

4. 调整控制电压、反向电压以及加速电压(控制变量法),获得适合的电流曲线:

  • 思考一下控制电压、反向电压分别对电流有何影响?结合自己观察到电流曲线形状,进行参数调整。在调节过程中请注意避免氖管处于击穿状态。

注意: (1)氖管温度在实验中会升至很高,寿命有限,用示波器测量时,可在锁定示波器屏幕后关闭加速电压UA
(2)看到理想的电流曲线后,按下示波器的“STOP”按钮,将UA降至零,再进行测量。
1. 测量加速电压UA随时间的变化率

  • 按下示波器的“光标”按钮,并选择光标的手动模式。将两对互相垂直的光标线分别相交于电压直线上的两点,且这两点尽量远离。
  • 读取两点之间的电压差值ΔV和时间差Δt,计算加速电压UA随时间t的变化率s。 (s=10ΔV/Δt)

2. 测量电流曲线上各个峰和谷处的加速电压值

  • 将一根竖直光标线固定于加速电压直线的起点处,移动另一根竖直光标线,依次对准电流曲线的三个峰,并记录相应的ΔT1、ΔT2、和ΔT3,即加速电压从零增至出现相应电流峰时所需要的时间。
  • 计算三个电流曲线峰处对应的加速电压UA。(UA=s·tn)

3. 分析实验模型,计算氖原子的第一激发电位U1

  • 写出电流第一峰处的加速电压值UA、一、二峰ΔUA1差值、二、三峰ΔUA2差值。
  • 在理想的实验模型下,即忽略电子从阴极K出来的初动能、电极自身对电场的影响、电子能量超过eU1而达到eU2、eU3…时才和氖原子发生碰撞等因素,UA1、ΔUA1、ΔUA2应有怎样的关系?
  • 实际的电子和原子碰撞过程中,你认为哪些因素不能被忽略?根据自己的判断来计算氖原子的第一激发电位U1
  1. 控制电压UG过大时,会使得发光区中心向阴极凸出,甚至出现气体被击穿的现象,此时应立即将加速电压调至最小,降低控制电压后再做实验。不同的仪器,控制电压有不同的工作范围。
  2. 加速电压太高时,电子的动能有可能大到使气体原子电离而使F-H管击穿。不同的实验参数下,有不同的击穿值。一旦发生击穿,应立即调低加速电压。
  3. 氖管温度在实验中会升至很高,寿命有限,用示波器进行测量时,可锁定示波器屏幕后关闭加速电压。完成实验进行数据处理时,也应及时关掉加速电压,延长氖管使用寿命。

实验前完成预习报告

  • 实验目的
  • 完成实验前应回答的问题(不抄题,表述要完整)
  • 实验内容(明确每个步骤的观察目标或者测量目标,突出操作要点和应思考的问题)

一、观察氖管发光现象

* 实验中:

  1. 记录UE、UG初始值以及调整过程。
  2. 发光区随UA的变化过程(位置、形态等)。
  3. UG对发光区的影响(亮度、位置、形状等)。UG的上限值和阈值。
  4. UE对发光区的影响。
  5. 画出每片发光区出现时的侧视图,并记录相应UA。
  6. 计算第一激发态到基态的光子波长,并判断是否为所见橙红光。

* 实验后

  1. 进一步明确UE、UG的作用。
  2. 解释发光区的形成机制。
  3. 解释UG对发光的影响机制。
  4. 解释UE对发光的影响机制。
  5. 说明发光区如何体现量子化,各片发光区的宽度为什么不同?
  6. 由原子能级图来分析橙红光的产生机制。

二、用示波器观察电流曲线

* 实验中:

  1. 观察到适合电流曲线和电压曲线时,记下电压档位和时间档位。
  2. 改变加速电压的扫描范围,观察扫描范围是否变化?
  3. 寻找最佳的实验条件,使测得的电流曲线有3个峰,并且峰谷明显。思考控制电压及反向电压对电流曲线形状的影响。

* 实验后

  1. 分析输入示波器的信号大小和变化规律。
  2. 分析加速电压的输出规律。
  3. 总结控制变量法的作用。

三、测定氖原子的第一激发电位

* 实验中:

  1. 呈现最佳的电流曲线,示波器STOP,关闭加速电压。(Stop后,示波器停止采集数据,波形稳定。关闭加速电压,减少氖管使用时间。)
  2. 电压直线上取点测量UA扫描速率。
  3. 一根纵向光标线始终在电流线起点,另一个根纵向光标移动到各个峰谷处,记下∆T。(共六个∆T)

* 实验后

  1. 数据处理。
  2. 分析实际电子和氖原子的碰撞过程,与理想模型的区别。
  3. 给出氖原子第一激发电位的测量结果,并说明取值理由。计算相对误差,分析误差原因。

* 在规定时间内将报告交至指定信箱。

  • 沈元华,陆申龙.基础物理实验[M].北京:高等教育出版社,2003:326~332.
  • 杨福家.原子物理学(第二版)[M].北京:高等教育出版社,1990.
  • 戴乐山,戴道宣.近代物理实验[M].上海:复旦大学出版社,1995:45~68 .
  • 苏卫锋,乐永康.充氖夫兰克-赫兹管的发射光谱研究[J]. 物理实验, 2011,31(4).
  • 实验中,你是如何体验到这个实验的精妙之处?你知道类似的实验方法在其它方面的应用吗?
  • 你是否学会通过控制变量法安全又快速地找寻你不了解的仪器的工作范围?
  • 你能将发光区的变化和电流曲线联系起来吗?
  • 你是否明白了实验所见橙红色发光区的机制?你是否能将光谱和原子能级联系起来?
  • 你希望我们的教学再做些什么改进呢?
  • 做完本实验,你有什么收获呢?你有什么心得可以大家分享吗?

===== 2020-2021学年第一学期讨论区(欢迎同学积极参与讨论,也希望能提出更多的问题)

  • 提问前建议先看一下量子论实验以往讨论,或许你的问题在那里已经有了解答。
  • 提问或回答问题请留名,编辑格式参考量子论实验以往讨论 。

=== 请在这里提问 ====

老师好,请问为什么在保持控制电压不变、调整加速电压大小时,不能(或者很难)找到三个比较清晰的发光区,一般只能观察到两个发光区?———傅骁涵 2021/09/28
可能暗室条件不够好,也可能是在你选的这个控制电压下,不太容易或者不能看到三个发光区。你可以适当调节以下控制电压的大小。 — 苏卫锋 2021/10/05 19:55
老师好,我看到在2019年6月17日有人提出了有关发光区域宽度的问题,但似乎没有得到解答。请问为什么下方的发光区域会比上方的更窄呢? — 郭虹麟 2021/05/26 19:20

老师好,我对以往同学提到的控制电压的作用仍然不是很明白:加速电压与控制电压的方向是相同的,为什么不能仅通过加速电压直接将电子拉出?此外,在实验的第一部分,通过各片发光区出现时的电压对氖原子的第一激发电位进行估算时,是否需要考虑控制电压对电子的加速?—陈柏朴 2021/3/21 16:10
控制栅极离阴极很近,可以很好地控制进入加速区域的电子数量;用出现各发光区的电势差来估算更合理些。

老师您好,“实验讲解”中的“量子论实验记录和报告要点-告示牌”链接下载出的文件是X光实验记录和报告要点,是不是编辑出错了?——胡东升 2021/3/27 20:12

抱歉,已更正。

老师您好,请问实验仪的接收板的材料是什么金属? -李坤龙 2021/4/9

抱歉,不太清楚。

老师您好,请问在测Uf的影响时,虚阴极对电流是否有影响?-赵笑宇 2021-04-15 Uf

主要影响灯丝的电子发射多少,实验中并不关心电流的绝对值大小,而是电流出现极大或极小值时的电势差。

老师您好,我在观察氖管发光现象时遇到了一些问题:1)请问为什么UG从2.3V到2.5V时,G到A之间的发光区会突然变亮?虽然有回答说气体被击穿了,但是为什么电流增大会导致氖气击穿,一般不是说电压增大才会导致气体击穿吗?2)为什么UG调到2.5V后,原先平面的发光区会明显向阴极突出?虽然有回答说凸面是等势面,但如果是这样的话,UG为2.3V应该也会形成凸形的等势面,而且还会更加明显吧?3)为什么当UG为2.5V时,发光区靠近阴极的地方会比靠近阳极的地方更亮? -朱彦达 2021/5/13

氖气不导电,本来等势面应该是与电极平行的。但当电子过多,或电势差过大时,氖气会被部分电离,出现你所观察到的等势面弯曲,从而发光区弯曲的现象。 — 苏卫锋 2021/05/19 22:01

老师您好,我在用示波器观察电流曲线时也遇到了一些问题:1)请问为什么示波器会显示出电流有负值?如果是因为反向电压会“拉出”收集极板上的电子,那为什么当扫描电压为0时,电流显示为0?如果是因为电子的能量不足以打到收集极板而反向打在了阳极上,那么为什么电子不能正向就打在阳极上? 2)为什么我观察到的电流周期是扫描电压的两倍?是不是由于装置内电流增益的问题?3)为什么不用相邻波谷之间的电压估计第一激发电位?电流图像所代表的实际物理过程是什么? -朱彦达 2021/5/13

1)我们认为负电流主要是由于光电效应产生的,由于放大电路带来的噪声,当扫描电压为0时,电流未必为0;2)你说的电流周期是什么?我在实验中没有观察到“两倍”的问题,建议当面讨论;3)可以用相邻谷之间的电势差来计算第一激发电位。电流图像就是随扫描电压的增大,收集的电流。 — 苏卫锋 2021/05/19 22:11

老师您好:在电子刚进入反向电场中时,有一部分电子能量可能略大于第一、二激发电位。有没有可能在反向电场中电子动能减少至第一、二激发电位,与氖原子再次发生碰撞,导致电子量减少,从而使第二、第三个峰降低? -刘永横 2021/5/16

很好的问题。稍微有点复杂,电子与原子的碰撞有一定的概率,有一部分电子能量达到第一、二激发电位所对应的能量在加速区没有和氖原子碰撞,这是为什么电流的峰会逐步升高的原因,那么这部分电子若有再有一定概率在减速区跟原子碰撞了,结果只会让本该更高的峰矮了一点而已,不会是让第二、三个峰降低。 — 苏卫锋 2021/05/19 22:11

老师您好:感觉苏老师和乐老师的那篇文章:充氖夫兰克赫兹管的发射光谱研究 对出现橙红光的机制和氖原子从第二激发电位向第一激发电位跃迁的关系的解释很深入,对我帮助很大。这是否也可以解释:通过观察氖管发光估算的第一激发电位偏大(因为含有部分原子达到第二激发电位),而示波器测量的结果较为准确(因为一二激发电位的差值远小于第一激发电位,因而第二激发电位的存在对电流峰值影响较小)?谢谢老师! 此外知网下载的pdf好像排版有小问题,这个链接好像是好的http://phylab.fudan.edu.cn/lib/exe/fetch.php?media=home:xiaole:oes_fh_ne.pdf ——李培基 2021/05/19

通过发光估计第一激发电位误差较大还有一个原因,很难准确判断发光区出现的时机。用示波器测量也存在高激发态的影响,实验中可以明显看到第23峰间距大于第12峰。 — 苏卫锋 2021/05/22 11:02

老师好,请问1)怎么解释关于发光区宽度不同呢2)怎么解释ip-ug曲线中波谷随ug升高而升高呢? 叶碧然 2021/10/14

》》老师好!我们在进行观察氖管发光现象时为找到UG最大值缓慢增大UG ,直到氖管恰好被击穿。这时为什么减小UG无法改变氖管的击穿状态而必须减小加速电压呢?——吴晨炜 2021/10/31

10.老师好~我想问一下为什么在量子论实验里Ip-UG2曲线下降部分斜率与上升部分差不多?不应该是下降的斜率远大于上升的斜率嘛?—2019.12.30

阳极附近大量电子和氖原子的碰撞,碰撞略有先后;等势面上的电子动能也略有差异,因此并不是整齐划一的事情。 — 符维娟 2019/12/31 08:23

9.老师好,我在复习这个实验的时候想到发光区有一定的宽度,宽度与氖原子的空间分布是有关系的,我查阅了不少文献,发现都没有具体的定量计算,那么能不能完全的用统计物理的方法定量的描述各个参量呢?比如发光区域边界的函数以及管流的解析表达式等等。 — 唐涵麟 2019/06/17 17:14

可以尝试 — 符维娟 2019/12/31 08:23

8.老师好,我很好奇书上的“控制栅极G的电位比阴极略高以拉出电子”,请问控制电压UG是怎么拉出电子的?如果去掉控制电压,只用加速电压UA对实验效果会有什么影响呢? — 嚴曉融 2018/12/25 16:26

控制电极和阴极之间的电场,电场方向朝着阴极,电子逆着电场跑向控制栅极。 >你在实验中,不加控制电压,就几乎没有电子脱离阴极跑出来,阴极发射的热电子聚集在阴极周围。再如何改变加速电压,都是徒劳。 — 符维娟 2018/12/29 21:40

7.老师您好,我在课后分析实验原理的时候出现了疑问,讲义里给出的物理模型是电子与原子相撞,但实际上原子内部也有微观结构,那么是否是电子与内部电子相撞导致原子内部势能的改变?还有,与一个原子相撞的电子只能是一个吗?假如可以是多个,那在Ua等于第一激发态电压时应该就能 观察到橙红光了。另外,假如用原子内部结构的模型,为什么高速电子不可以直接撞击更外层的电子使其跃迁?——应启翔 2018/11/01 15:30

电子和原子相撞,发生非弹性碰撞的时候,导致原子内部轨道电子的跃迁,从而原子内部势能改变。这是不是高速电子,不超过几十eV,是慢电子,使得氖原子外层电子跃迁。激发态寿命很短,不会在那里等着下一个电子来把它撞到更高激发态。 — 符维娟 2018/12/29 21:40

6.老师您好,我感觉原理讲解的视频里有个问题呀,当原子能够克服UE达到收集电极时,再增大UA,不是到达收集电极的电子增多了而导致电流增大了,而是因为电子到达地快了,而导致电流增大了。——郭都 2018/05/25 23:37 >影响电流的两个因素,到达收集电极的电子数量和电子速度,任一个因素的增加都会导致电流增大。你说的是对的,能够克服反向电压后,随着加速电压增大,电子到达极板的速度在增大。但是,加速电场的增加,也有吸引更多电子来到加速区的作用。所以,电流的增加,是这两个因素共同作用的结果。 — 符维娟 2018/05/31 12:18

明白!谢谢老师 —郭都 2018/06/01 19:38

5.老师您好,我想问问您为什么要从发光分区刚刚离开阳极时开始测量。还有,发光区弯曲是等势面的原因吗? — 索一峰 2018/04/11 00:06

你可以记录发光区刚刚出现时候的电压,也可以记录发光区刚刚离开时候的电压,因为这个状态容易确定,具备重复性。发光区弯曲,也就意味着相同动能电子分布的空间弯曲,等势面弯曲。我们也应当训练自己实验现象去推测原因的能力。 — 符维娟 2018/05/31 12:18

4.老师你好,我想问一下,根据四个间距(追踪模式下的峰峰与谷谷)计算U1时,若简单平均的方法精确度不高,应采取什么方法计算呢?

实验中,光标手动和追踪都可以得到四个间距,应根据它们读数的不确定度选择一种结果做后继计算分析。(不确定度,根据光标移动最小格带来的读数变化估算)发现平均后,并未降低结果和标准值的相对误差,而且四个间距差异明显。这时候,应先分析红光的产生机制,根据红光的波长,推断相应跃迁的能级差(2eV左右),得知红光应是高激发态之间的跃迁产生。于是,我们得知,氖原子除了被激发到第一激发态,还必须被激发到更高的激发态,这样才会有红光出现。到这里,我们应该明白了测量对象,不仅仅是第一激发电位,四个间距偏大是合理的存在,而不是错误。最后,你根据以上分析找到你觉得合理的办法来处理数据。

3.老师,我在量子论实验中有4个问题。首先,在令Ne管发光时,初始参数(Uf、Ug、Ue)设置范围是怎么得到的?其次,在用示波器观察电流曲线时,调节Ug、Ue至得到理想曲线(峰谷足够分明),有没有什么具体标准(比如示波器上峰谷大致差几大格)?再者,示波器光标的手动、追踪模式产生的2组数据之间的误差,有无调和的方法?最后是补充讲义的讨论题:电流曲线第一峰位置是否对应U1(我猜是的),如果不是,原因是什么?谢谢!–陈竞翔 2017/11/21 22:37

关于具体实验的疑问,放到该实验的网页上去吧,这样老师会看到的。 — 乐永康 2017/11/22 00:44
1.实验室桌面告示牌中有提示,初始设置,首要条件是保证仪器安全。因此,从使得发光最微弱,电流最小的设置开始。2.没有明确标准,每台仪器有所不同,在自己的仪器能达到的电流曲线峰谷最明显,上升趋势适中。3.手动和追踪,一个读的时间,一个直接读电压,光标好比一把尺,对准时候有估读不确定度,光标转动最小一格带来的读数变化,对应示波器光标测量的B1类不确定度。比较这两种方法的不确定度,选择小的,做进一步的计算和分析。4.不是,电子有出动能,各电极有接触电势差。 — 符维娟 2017/11/27 15:02
谢谢两位老师 –陈竞翔 2017/11/28 00:10

2老师您好!对于本实验的前提仍然不理解,氖原子从第一激发态返回基态时候发出的光子波长应该是600nm,经过计算,电位应该在2.1v左右。但是老师给的第一激发电位是16.6v,请问这是什么原因?另外,我请教过助教,他说看到的橙红光就是第二激发态返回基态时发出的,第一激发态发出的是紫外线,肉眼看不到的。那么我们第一次粗测测得的不应该是第二激发电位嘛,望老师解答,感谢!——包容 17301050001

橙红光是第二激发态返回第一激发态时候发出的。我们测的对象,主要为第一激发电位,还包含第二激发电位。电子和氖原子碰撞,把氖原子撞到哪个激发态,是个概率问题。希望你通过自己的实验数据理解,第一激发电位只是主要测量对象。微观的物理过程,充满了概率!没有其它实验的测量具有显著的确定性。 — 符维娟 2017/11/27 14:43

1老师您好!我一直很困惑,我先看了这个实验最开始的讲解的PPT,并根据PPT完成了预习(包括实验步骤),但是,我看完PPT再往下浏览,发现也给出了实验步骤,而这两种实验步骤竟然不一样(不是文字表达的差异,确实不一样),比如,PPT中给出了(一)观察氖管发光现象(二)测定氖原子的第一激发电位 而下面的实验步骤还给了用示波器观察电流。如果只是这样,我还可以再把示波器部分加到实验报告里面,但是,更严重的,二者的(一)(二)步骤竟然不一样,我现在很苦恼,难道要重新再打印实验报告然后再写一遍吗?我觉得这是个很严重的问题,为什么同一个实验,给的步骤竟然不一样?–赵子丰2017/11/8/17:30

这是新仪器,按照补充讲义,或者网页上实验步骤,它们是一致的。感谢你提出问题,我会拿掉那个ppt,尽快换上新版本。 — 符维娟 2017/11/27 14:43

老师,您好,我在拟合数据的时候发现我们组做出来的数据第一个峰和谷变化非常小,我分析可能是我们组的UG1K取的是0.6,可能偏小了些,不知是否还可能有其他情况——王寅升2017/5/3/14:46

如果后两个峰、谷的数据符合预期,最可能的原因是UG1K取的偏小了。数据处理时,你可以尝试对第一个峰、谷单独取合适的纵坐标来画图! — 乐永康 2017/05/07 09:54

老师您好!我有两个问题想请教一下。 第一,补充教材上实验内容的第一部分观察氖管发光现象中说到,可以根据每一片发光区出现时的加速电压估计氖原子第一激发电位。可是我查了一下历年讨论区中的相关内容,有一篇文章说是实验中观察到的介于红光和黄光之间的光是由第二激发态回归到第一激发态之间释放的光子产生的,那么看到光的前提是要达到第二激发态,那么用不同加速电压之间的间隔来估算第一激发电位是否有些不合理?是否应该是第二激发电位(btw今年春季的新教材是否有些增加的内容,我没有在以前的讨论区或者别的地方看到类似的内容)? 第二,在补充教材实验内容的第二部分测定氖原子的第一激发电位中,我们要先改变UG1G2的值来估计Ip出现极值时大致的U值,那么下一步我们要改变正向小电压的值来观察电流值的变化,以选择适合的正向小电压。按理来说经过正向小电压之后电子的动能不为零,那么在实验过程中我们应该不能改变正向小电压的值。不知道正向小电压对I的变化影响大不大,如果大的话,那么这两个步骤的顺序是否有点不合理?或者说这两步没有先后之分,可以同时进行?我们改变了原来设定的正向小电压值之后,第一步测出的大致U值是不是就失去了参考的价值?谢谢老师!胡婧怡2017/3/15 16:41

第一激发态和第二激发态同时存在,测量对象是这两个激发电位的混合,但是第一激发电位的概率更高,是测量主体。也有第一激发态返回基态发出的光,只是看不见而已。
正向小电压,也就是控制电压,极大地影响了电子数量,从而也影响了电流值。当然,控制电压的变化,会影响电子进入加速区的初动能,会影响峰处的电压值,但是这个影响很小,不妨碍前面的粗测的指导作用。最后,还是要新的控制电压参数下,细测一组数据用来最后计算第一激发电位。 — 符维娟
  • exp/fh.txt
  • 最后更改: 2023/10/29 15:17
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