伟大探索 光辉成就--诺贝尔物理学奖获得者简介 1925年--弗兰克和赫兹

弗兰克(James Franck,1882—1964)和赫兹(Gustav Hertz,1887-1975)因发现电子和原子的碰撞规律,共同分享了1925年度的诺贝尔物理学奖。从1913年开始,弗兰克(左图)和赫兹(右图)合作对电子与气体原子和分子间的碰撞进行了非常精确的研究。1914年,弗兰克和赫兹利用电场加速由热阴极发出的电子,使电子获得能量并与管中水银蒸气原子发生碰撞。实验发现,当电子能量未达到某一临界值时,电子与水银原子发生弹性碰撞,电子不损失能量;当电子能量达到某一临界值时,就发生非弹性碰撞,电子将一定量的能量传递给水银原子,使其激发,进而便可观察到水银原…     

1925年——弗兰克和赫兹

弗兰克（James Franck,1882-1964）和赫兹（Gustav Hertz,1887-1975）因发现电子和原子的碰撞规律，共同分享了1925年度的诺贝尔物理学奖。     

鉴赏一道以弗兰克-赫兹实验为背景的理综试题

以弗兰克-赫兹实验为背景,将玻尔理论及守恒思想 有机融入氦原子系统,通过氦原子对电子能量的吸收的选择性 探究,探究氦原子的能量分布的不连续性及分立能级的存在, 进而说明复杂原子内部分立能级的普遍存在。     

基于Origin的弗兰克-赫兹实验数据分析

弗兰克-赫兹实验可以直接证明原子具有玻尔所提出的“完全确定的、互相分立的能量状态”,是原子物理中的一个重要实验．论文中通过Origin软件对弗兰克一赫兹实验数据进行处理和分析,得到Ip-VG2K 曲线,分析和讨论弗兰克一赫兹实验及其物理过程．     

实物粒子使氢原子跃迁的判据

使氢原子中的电子发生向外跃迁有两种途径 ,一是用光照射 ;二是通过具有一定动能的实物粒子的碰撞 .用光照射使氢原子跃迁时 ,入射光的频率要满足选择性原则 (光子能量超过电离能时除外 ) ,对于用实物粒子通过碰撞实现氢原子的跃迁 ,教师和教学参考资料上则普遍这么认为 :“实物粒子与光子不同 ,其能量不是一份一份的 ,只要入射粒子的能量大于或等于氢原子两能级的能量差值 ,其动能的全部或部分为原子吸收 ,可使原子发生能级跃迁”(《物理教师》1999年第10期ｐ .13) .笔者认为 ,上面的结论是错误的 ,应当从碰撞的角度 ,运用碰撞遵循的规律进…     

夫兰克—赫兹实验的理论探讨

理清夫兰克—赫兹实验与玻尔理论的历史渊源,一些著名的原子物理学的教材中存在的对夫兰克—赫兹实验与玻尔理论的关系存在理解误区,大部分教材很容易让人误认为是在玻尔理论提出之后才有夫兰克—赫兹实验,实则不然.从理论上分析炉温的升高,电子与汞原子发生碰撞的概率增大,导致板极电流相应地减小.发射电压增大,由于单位时间发射的电子数增加,碰撞概率不变,所以板极电流相应增大.随着栅极电压的增加,由于电子初速度的增加,在通过KG空间时,与汞原子的碰撞概率减少,因此板极电流峰值增大.     

光子与原子的碰撞

当一个频率为ν、能量为hν的光子从一个原子旁边经过时,光子与原子发生相互作用的过程称为光子与原子的碰撞。在这过程中,可能出现什么现象呢?归纳起来,主要有以下三种: 1.光子继续按原来的方式运动,就好象没有原子在那儿一样,而原子也不受任何扰动; 2.产生光电效应。在这一效应中,原子吸收能量为hν的光子,而且这能量通常(但并不总是!)传给原子中的一个电子,使它从原子中电离,结果产生一个正离子和一个自由电子;     

力、电、磁知识与原子核知识的综合考题评析

高考形式的不断改革,使得物理基础知识的考查更注重近代物理知识,尤其是原子物理,并且在考查中渗透了中学物理的主干知识,现就此谈谈这类问题的特点及解法. 一、动量、能量知识在原子核知识中的应用 原子核反应,遵守四个守恒定律——电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒、能量守恒.这就自然把原子核知识与力学中的守恒定律、化学中的元素周期率等知识综合在一起. 例 11914年,弗兰克和赫兹在实验中用核子轰击原子的方法,使原子从基态跃迁到激发态,来证明玻尔提出的原子能级存在的假设.设基态和激发态的能量差为△E,现分别用电子和质子轰击质量为M的静止原子,使上述跃迁发生,所需的最小动能是否相等,试加以论证.     

γ射线与物质相互作用的讨论

γ射线通过物质时,会在一次碰撞中整个地丢失能量．这与带电粒子通过逐次碰撞丢失能量的方式是不同的．在物质中它主要发生3种效应：（1）光电效应．光子把它的全部能量交给孩外束缚电子,使之脱离原子而成为光电子．它主要发生在γ射线能量低、吸收物质原子序数Z高的情况下．（2）康普顿效应．光子被原子中的束缚电子或自由电子所散射,其飞行方向发生偏转,同时电子受到反冲．这是一种非相干散射,主要发生在中能γ射线能量（几个MeV）的范围．（3）电子偶效应．能量大于2mec2的光子在原子核或电子的库仑场中会产生电子一正电子对γ→e…     

类碰撞模型归纳解析

碰撞问题是高中物理的重点和难点之一,从能量角度,碰撞可分为弹性碰撞、非弹性碰撞、完全非弹性碰撞.在平时的习题乃至高考题中有一大类与碰撞相类似的习题:当两个物体发生相互作用时,系统所受的外力之和为零,所以相互作用的过程中,系统动量守恒;系统的能量在动能与重力势能、弹性势能、电     

对2004年高考物理(江苏卷)一道选择题的评析

题:若原子的某内层电子被电离形成空位,其他层的电子跃迁到该空位上时,会将多余的能量以电磁辐射的形式释放出来,此电磁辐射就是原子的特征X射线.内层空位的产生有多种机制,其中的一种称为内转换,即原子中处于激发态的核跃迁回基态时,将跃迁时释放的能量交给某一内层电子,使此内层电子电离而形成空位(被电离的电子称为内转换电子).214Po的原子核从某一激发态回到基态时,可将能量E0=1.416MeV交给内层电子(如K、L、M层电子,K、L、M标记原子中最靠近核的三个电子层)使其电离.实验测得从214Po原子的K、L、M层电离出的电子的动能分别为EK=…     

类碰撞模型归纳解祈

碰撞问题是高中物理的重点和难点之一,从能量角度,碰撞可分为弹性碰撞、非弹性碰撞、完全非弹性碰撞,在平时的习题乃至高考题中有一大类与碰撞相类似的习题：当两个物体发生相互作用时,系统所受的外力之和为零,所以相互作用的过程中,系统动量守恒;系统的能量在动能与重力势能、弹性势能、电能、内能等之间相互转化,     

弗兰克—赫兹实验电流的统计解释

从电子速度统计分布的角度解释了弗兰克—赫兹实验中电流的峰值下降、谷值形成原因和曲线平滑变化的原因,同时,给出了本实验多次碰撞过程的物理模型。     

爱因斯坦和他的光电效应方程

在 1 9世纪末 ,光的电磁说使光的波动理论发展到相当完美的地步 ,取得了巨大的成功 .但是 ,就在这时候 ,又发现了用波动说无法解释的新现象———光电效应 .在光的照射下物体发射电子的现象 ,叫做光电效应 .它是赫兹在 1 887年最早发现的 .赫兹在做证实麦克斯韦的电磁理论的火花放电实验时 ,他无意中注意到如果接受电磁波的电极之一受到紫外线照射 ,火花放电就变得容易发生 .1 888年 ,霍尔瓦克斯 (1 85 9-1 92 2 )证实了这是由于在放电间隙内出现了荷电体的缘故 .当电子发现后 ,在 1 90 2年 ,德国物理学家勒纳德(1 862 -1 947)证明了这一荷…     

浅析原子吸收能量后的跃迁

关于原子吸收能量后由低能级向高能级的跃迁问题 ,高中《物理》(试验本 )第五册第二十三章“玻尔的原子模型”中“能级”一节里是这样叙述的 :“原子在吸收了光子或者由于碰撞从别的粒子得到能量后从较低能级向较高能级跃迁 .如果原子得到的能量大于跃迁前后的能级差 ,多余的能量转化为跃迁后原子的动能或其它形式的能 .”而现行高中《物理》(必修本 )中是这样叙述的 :“原子无论吸收能量或辐射能量 ,这个能量都不是任意的 ,而是等于原子发生跃迁的两个能级间的能量差 .”比较这两种教材的讲述可以看出 ,试验本教材扩大了知识面 ,给出了原子获得能量的两种方式 .但是笔者在教学中发现 ,绝大多数学生对试验本教材的这段叙述不能很好地理解 ,他们将这段话中的“原子得到的能量”与原子吸收的能量等同 ,所以错误地认为 :原子由低能级向高能级跃迁时 ,可以吸收等于或大于两能级差的任意值的能量 .那么 ,原子是如何吸收能量而发生跃迁呢 ?下面就这一问题做一简单分析 .原子由低能级向高能级跃迁时获得能量的方式有两种 :场致激发 (也叫做光致激发 )和碰撞激发 .一、场致激发当原子处在电磁辐射场中时 ,原子和辐射场发生相互作用 .如果电磁辐射场...     

判断实物粒子使基态氢原子跃迁的依据是什么

1 问题的提出 使基态氢原子中的电子向外跃迁有两种途径,一是用光照二是通过具有一定动能的实物粒子的碰撞.用光子作用到氢原子上入射光的频率要满足选择性原则(光子能量超过电离能时除外)而实物粒子使原子发生能级的实质是通过碰撞来实现的但很多的教学参考书都普遍认为只要人射粒子的能量大于或等于氢原子两能级的能量差值其动能的全部或部分为氢原子吸收就可使原子跃迁,笔者认为这种说法欠妥.下面提出笔者的看法,不正之处还请各位同仁斧正.     

怎样判断实物粒子能否使氢原子跃迁?

使氢原子从低能级向高能级跃迁有两种途径,一是用光照射;二是通过具有一定动能的实物粒子与氧原子碰撞,用光照射使氢原子跃迁时,入射光的能造要满足两能级之差既Eλ=E末-E初（光子能量超过电离能时除外）,对于用实物粒子通过碰撞实现氢原子的跃迁,教学参考资料上则普遍这么认为：“实物粒子与光子不同,其能量不是一份一份的,实物粒子使原子发生能级跃迁是通过碰撞来实现的,当实物粒子速度达到一定数值,具有一定的动能时,     

析2004年高考物理第10题

题目(2004年高考物理(江苏卷)第10题) 若原子的某内层电子被电离形成空位,其它层的电子跃迁到该空位上时,会将多余的能量以电磁辐射的形式释放出来,此电磁辐射就是原子的特征X射线.     

双单摆类弹性碰撞的规律

在如图1所示的牛顿摆实验中,当小球A以某一速度弹性碰撞质量相等的静止小球B时,由动量守恒定律可知,碰后两球交换速度,即碰后小球A静止,小球B以小球A碰前的速度向前运动．两球在弹性碰撞的过程中,不仅动量和能量发生了转移,而且动量和能量守恒．     

玻尔理论应讲清的两个问题

一、光子使原子发生能级跃迁与实物粒子 (如质子、电子等 )使原子发生能级跃迁的区别 .用具有一定能量的光子、实物粒子都能使原子发生跃迁 ,处于基态 (或激发态 )的原子受光子照射或被实物粒子轰击是怎样跃迁的 ?它们又有何区别呢 ?下面分析光子使原子发生能级跃迁的实质 .根据量子观点 ,光子是一份一份的 ,光子的能量 hν也是一份一份的 ,每一份光子 ,每一份光子的能量均不可“分”.用光子 (电磁波 )作用到原子上 ,使原子发生跃迁 ,就必须满足“hν=En- Ek”(光子能量超过原子电离所需能量除外 ) ,只有频率ν=( En- Ek) /h的光子才能使 …