PDF《实验1.2 弗兰克-赫兹实验》

四、实验仪面板说明 FH―1A 弗兰克―赫兹实验仪面板布置如图

3 所示: 图3FH-1A Franck-Hertz 实验仪面板布置图 其中: ① 是IA 的量程切换开关,分4档:1μ A/100nA/10nA/1nA ② 是电流表,指示 IA 的电流: IA= IA 的量程切换开关①指示值*电流表②读数/100 例如: ①指示 100nA,本电流表的读数 10,则IA=100nA*10/100=10nA ③ 是电压表,与电压指示切换开关⑨配合使用,可分别指示 VH ,VG1K ,VG2A, VG2K,指示 VH ,VG1K ,VG2A, 满量程为 19.99V, 指示 VG2K 满量程为 199.9V ④ 是带灯自锁按键电源开关,仪器接入 AC220V 电压后,按入此开关,红灯亮,表示接通电源;

红灯灭,表示电源断开,关机. ⑤ 是VG2K 输出端口,接至示波器或其他记录设备 X 轴输入端口,此端口输入电平为 VG2K 的1/10. ⑥ 是自动/手动切换开关.接入则为"自动" ,与快速/慢速切换开关⑦及VG2K 调节按钮⒀ 配合使用,可选择电压扫描速度及范围;

按出则为"手动"位置,与⒀配合使用,手动 选择电压扫描范围. ⑦ 是快速/慢速切换开关,用于选择电压扫描速度,按入为"快速"位置,按出为"慢速" 位置,只有⑥选择在"自动"位置,此开关才有作用. ⑧ 是IA 输出端口,接至示波器或其他记录设备 Y 轴输入端口 ⑨ 是电压指示切换开关,与电流表③配合使用,可分别指示 VH ,VG1K ,VG2A, VG2K ⑩ 是灯丝电压 VH 调节按钮,调节范围 3―6.3V,不可过高过低,调解过程要缓慢,便调 节边观察图 2.2 所示的 IA--- VG2K 曲线变化,不可出现波形上端切顶的现象,不然应降低 灯丝的电压 VH ⑾是VG1K 调节按钮,调节范围 1.3-5V,开始调到 1.7V 左右,待图 2.2 IA--- VG2K 曲线出现

6 个以上的峰值时,分别进行 VG1K 和VG2A 调节,使从左至右,曲线的 IA 谷值逐个抬高. ⑿是VG2A 调节旋钮,调节范围 1.3-15V,开始调至 8V 左右,待图 2.2 IA--- VG2K 曲线出现

6 个以上的峰值时,分别进行 VG2A 和VG1K 调节,使从左至右,曲线的 IA 谷值逐个抬高. ⒀是VG2K 调节旋钮, 自动/手动切换开关⑥至于 "手动" 时调节范围 1―100V, 置于 "自动" 时,调解范围 0―80V 左右.

五、实验内容及仪器调试步骤 1. 熟悉夫兰克――赫兹实验仪各开关按钮的作用及示波器的使用方法. 2. 不要急于按入电源开关 ④ ,应先将⑩--⒀四个电压调节旋钮逆时针旋到底,并把 IA 量 程切换开关①置于"* (100nA)" ,VG2K 输出端口⑤和IA 输出端口⑧分别用带 Q9 连 接头的电缆连接至示波器或其他设备 X 轴输入端口和 Y 轴输入端口. 3. 如果输出端口⑤和⑧连接的是示波器,自动/手动切换开关⑥置于"自动" ,快速/慢速切 换开关⑦置于"快速" ,否则切换开关⑦置于"慢速" . 4. 按入电源开关④,接通仪器电源,配合使用电压指示切换开关⑨调节电压调节旋钮⑩-- ⑿,使VH 约为 5V(数值不可太小,以免逸出电子数量少、能量低) ,并重复操作依次 调节电压调节旋钮⑾和⑿,分别使 VG1K 约为 1.7V,VG2A 约为 8V(数值过高易使拒斥电 压过高,能量损失较大的电子无法到达 A 极) . 5.逐渐调节⒀,改变电压 VG2K,调节示波器 X 和Y各相关旋钮,使波形正向,清晰稳定, 无重叠,并要求 X 轴满屏显示,Y 轴幅度适中. 6.再次调节电压调节旋钮 ⑩―⒀ ,使波形如图

2 所示的 IA―VG2K 曲线,并保证可观察 到6个以上的 IA 峰值(或谷值) ,且峰谷幅度适中,无上端切顶现象,从左至右,IA 各谷值逐个抬高. 7.测量示波器上所示波形图中相邻 IA 谷值(或峰值)所对应的 VG2K 之差(即显示屏上相 邻谷值或峰值的水平距离)求出氩原子的第一激发电位. 8.选择手动,慢速测量(此内容可以不使用示波器) ,使VG2K 从最小开始,每间隔 5V 逐 渐增大,在随着 VG2K 的值改变 IA 剧烈变化时,应该减少采样点之间的电压值间距,使 所采样的点值能够尽量反映出电流与电压的波形曲线轮廓,在极值点附近进行密集采样. 记录 IA 与V值,测量至少包括