『壹』 非彈性碰撞實驗的重要性
非彈性碰撞的重要性:碰撞過程中物體會發生形變,還會發熱、發聲,碰撞過程中會有動能損失,動能、機械能都不守恆,即動能不守恆機械能不守恆這類碰撞稱為非彈性碰撞。
非彈性碰撞的特點:兩個物體碰撞後完全不反彈,物體粘附在一起,不分開。
『貳』 夫蘭克-赫茲實驗
這樣能保證陰極發射的熱電子不會輕易到達陽極,只有穿過柵極並且動能足夠大的電子才能克服這個電場到達陽極。
如果沒有這個排斥電壓,一個電子只要稍微有動能就能到達陽極,這樣也能觀察到陽極電流,這樣Ip的變化便不明顯,實驗現象難觀察。
『叄』 簡述弗蘭克赫茲本實驗中的能量轉化過程
原發布者:allevvi
弗蘭克-赫茲實驗1.實驗目的(1)用實驗的方法測定汞或氬原子的第一激發電位,從而證明原子分立態的存在;(2)練習使用微機控制的實驗數據採集系統。2.實驗原理根據玻爾的原子模型理論,原子是由原子核和以核為中心沿各種不同軌道運動的一些電子構成的。對於不同的原子,這些軌道上的電子束分布各不相同。一定軌道上的電子具有一定的能量。當同一原子的電子從低能量的軌道躍遷到較高能量的軌道時,原子就處於受激狀態。若軌道1為正常態,則較高能量的2和3依次稱為第一受激態和第二受激態,等等。但是原子所處能量狀態並不是任意的,而是受到玻爾理論的兩個基本假設的制約:(1)定態假設。原子只能處在穩定狀態中,其中每一狀態相應於一定的能量值Ei(i=1,2,3,…),這些能量值是彼此分立的,不連續的。(2)頻率定則。當原子從一個穩定狀態過渡到另一個穩定狀態時,就吸收或放出一定頻率的電磁輻射。頻率的大小取決於原子所處兩定態之間的能量差,並滿足如下關系:其中稱作普朗克常數。原子狀態的改變通常在兩種情況下發生,一是當原子本身吸收或放出電磁輻射時,二是當原子與其他粒子發生碰撞而交換能量時。本實驗就是利用具有一定能量的電子與汞原子相碰撞而發生能量交換來實現汞原子狀態的改變。由玻爾理論可知,處於基態的原子發生狀態改變時,其所需能量不能小於該原子從基態躍遷到第一受激態時所需的能量,這個能量稱作臨界能量。當電子與原子碰撞時,如果電子能量小於臨界能
『肆』 非完全彈性碰撞實驗中為什麼用大滑塊去碰撞小滑塊
完全彈性碰撞實驗中,為什麼用大的去碰撞小的滑塊,其實這是因為力學的問題,所以說通過角度和力量進行碰撞,這樣更有利於提供一個數據。
『伍』 夫蘭克赫茲實驗
夫蘭克-赫茲實驗被認為是對原子的玻爾模型的實驗證明,但有趣的是直到夫蘭克和赫茲發表了他們的實驗結果之後,他們才知道玻爾模型。這看起來是非常有趣的,夫蘭克後來解釋道:
We had not read it because we were negligent to read the literature well enough -- and you know how that happens. On the other hand, one would think that other people would have told us about it. For instance, we had a colloquium at that time in Berlin at which all the important papers were discussed. Nobody discussed Bohr's theory. Why not? The reasons is that fifty years ago, one was so convinced that nobody would, with the state of knowledge we had at that time, understand spectral line emission, so that if somebody published a paper about it, one assumed, Probably it is not right. So we did not know it.
當時的人們根本就不相信看上去復雜無比的原子光譜可能會被某個理論解釋,如果有人聲稱解釋了原子的發射譜線,當時的物理學家會本能地認為這個理論是錯誤的。
夫蘭克-赫茲實驗的裝置如下圖所示:
水銀(汞,Hg)蒸汽被放在真空管內,電子從陰極射出後,被電勢V加速,然後到達陽極,陽極是柵欄狀的,陽極後面還有一個微弱的反向電壓,反向電壓比加速電壓(V)弱的多,再後面是個集電極。(類似真空三極體,發射極,基極和集電極)
測量的是加速電壓(V)和通過集電極電流(I)之間的關系,實驗結果如下圖:
可見這里存在一個約4.9伏的周期,每4.9伏周期,集電極電流會周期性的變大,達到峰值,然後陡峭地變小。
這4.9伏的周期性可被玻爾模型所解釋。根據玻爾模型,原子中存在一系列的定態(stationary states),當原子由一個定態躍遷到另一定態時,可相應地吸收或放出一個光子,並滿足頻率關系(frequency relation):。4.9伏的周期性說明在汞原子的第一激發態與基態間能量差是4.9eV。
當加速電壓處於0-4.9伏區間時,電子將獲得0-4.9eV的動能,電子可能與汞原子發生彈性碰撞或非彈性碰撞,如發生非彈性碰撞電子將損失部分能量,而汞原子將獲得部分能量。但根據玻爾模型,小於4.9eV的能量是不足以使汞原子發生躍遷的,因此只能發生彈性散射,電子在彈性散射的過程中並不損失能量,因此當電子達到陽極時具有大於0的動能,可以可以克服反向電壓達到集電極,因此表現為有電流,並且隨著加速電壓的增大,電流也相應增大。
當加速電壓正好為4.9伏時,電子具有4.9eV的動能,可與汞原子發生非彈性散射,汞原子被激發到激發態,電子損失4.9eV後動能為0,無法克服反向電壓,因此表現為電流急劇下跌。
當加速電壓達到兩倍4.9伏時,則有可能發生兩次電子與汞原子的非彈性散射,因此將出現第二個峰。如果繼續增大加速電壓,還可能出現更多的峰。如果電子能量大到足以把汞原子激發到更高激發態的能量,則可以出現不是4.9伏周期的峰。
觀察夫蘭克-赫茲實驗的實驗曲線,另一特徵是電流波谷取值是逐漸變大的,這可以解釋為總有部分電子未發生與汞原子的非彈性散射就到達了陽極,從而肯定會到達集電極。發生N+1次非彈性散射的幾率要小於只發生N次非彈性散射的幾率,因此隨著加速電壓的增大會有更多的電子以非零動能到達陽極,體現為電流波谷取值越來越高。
還可以考慮更多因素,比如無規則熱運動對夫蘭克-赫茲實驗曲線的影響,將使曲線更加圓滑等等。但這些已經屬於實驗中不太重要的細節了。
1925年夫蘭克和赫茲因夫蘭克-赫茲實驗共同獲得諾貝爾物理學獎。
參考
1. The Franck-Hertz experiment supports Bohr's model
2. Hyperphysics: The Franck-Hertz Experiment
3. The Nobel Prize in Physics 1925
『陸』 一道高二驗證動量守恆定律解答題
一、
p點是不放小球2時的落地點的平均位置
m點是放上小球2時小球2的落地點的平均位置
n點是放上小球2時小球1的落地點的平均位置
二、
根據能量守恆
動量守恆
第一空m1*OP=m1*OM+m2*ON
第二空(ON-OM)/OP
三、
有關
『柒』 非彈性碰撞入射速度與恢復系數
(1)實驗的第一步中小球1落點的,小球1與小球2碰後小球1落點的,N點是小球2落點的.(2) (3)OP與小球的質量無關,OM和ON與小球的質量有關