近代物理实验1.1弗兰克-赫兹实验
1.手动模式和自动模式测量F-H曲线的方法
2.计算氩原子第一激发电位的方法
3.能否用氢气代替氩气做弗兰克赫兹实验,为什么?
不能.氢气是双原子分子,激发的能级是分子能级而非原子能级.氢气是危险气体,容易发生爆炸,而且氢气的密度比较小.
4.为什么I-U曲线不是从原点开始?
电子由热阴极发出,刚开始加速电压主要用于消除阴极电子的散射的影响,后来电子加速,使其具有了较大的能量冲过反向拒斥电场而到达板极形成电流,并为微电流计所检验出来,故曲线不是从原点开始的.
5.为什么I不会降到零?
随着第二栅极电压的不断增加,电子的能量也随之增加,在与氩原子相碰撞后还留下足够的能量,可以克服反向拒斥电场到达板极,这时电流又开始上升,不致下降到零.
6.为什么I的下降不是陡然的?
因为K极发出的热电子能量是服从麦克斯韦统计分布规律,因此极电流下降不是陡然的.
7.在F-H实验中,得到的I-U曲线为什么呈周期性变化?
当G2k间的电压达到氩原子的第一激发电位U0时电子在第二栅极附近与氩原子相碰撞,将自己从加速电场中获得的全部能量给了氩原子,即使穿过了第二栅极也不能克服反向拒斥电场而被驳回第二栅极,所以,板极电流将显著减小.随着第二栅极电压的不断增加,电子的能量也随之增加,在与氩原子碰撞后还留下足够的能量,可以克服反向拒斥电场而达到板极A,这时电流又开始上升,直到G2K间的电压是二倍的第一激发电位时,电子在UG2k间又会因第二次碰撞而失去能量,因而又会造成第二次板极电流的下降,同理,凡UG2k之间电压满足:UG2k=nU0(n=1,2,3...)时,板极电流IA都会相应下跌,形成规则起伏变化的I-U曲线.
8.在F-H管内为什么要在板级和栅极之间加反向拒斥电压?
这样能保证阴极发射的热电子不会轻易到达阳极,只有穿过栅极并且动能足够大的电子才能克服这个电场到达阳极。如果没有这个排斥电压,一个电子只要稍微有动能就能到达阳极,这样也能观察到阳极电流,这样I P的变化便不明显,实验现象难以观察。
9.在F-H管的I-U曲线上第一个峰的位置是否对应于氩原子的第一激发电位?
不是,实际的F-H管的阴极和栅极往往是不同的金属材料制成的,因此会产生接触电位差.而进入加速区的电子已经具有一定的能量,使真正加到电子上的加速电压不等于UG2k.这将影响到F-H实验曲线第一个峰的位置,是它左移或右移
10.实验中，取不同的减速电压Vp时，曲线Ip－VG2应有何变化？为什么？
答；减速电压增大时，在相同的条件下到达极板的电子所需的动能就越大，一些在较小的拒斥电压下能到达极板的电子在拒斥电压升高后就不能到达极板了。总的来说到达极板的电子数减小，因此极板电流减小。
11.实验中，取不同的灯丝电压Vf时，曲线Ip－VG2应有何变化？为什么？
答；灯丝电压变大导致灯丝实际功率变大，灯丝的温度升高，从而在其他参数不变得情况下，单位时间到达极板的电子数增加，从而极板电流增大。灯丝电压不能过高或过低。因为灯丝电压的高低，
确定了阴极的工作温度，按照热电子发射的规律，影响阴极热电子的发射能力。灯丝电位低，阴极的发射电子的能力减小，使得在碰撞区与汞原子相碰撞的电子减少，从而使板极A所检测到的电流减小，给检测带来困难，从而致使曲线Ip－VG2曲线的分辨率下降；灯丝电压高，按照上面的分析，灯丝电压的提高能提高电流的分辨率。但灯丝电压高, 致使阴极的热电子发射能力增加，同时电子的初速增大，引起逃逸电子增多，相邻峰、谷值的差值却减小了。
2.2 ƴ能谱的测量
1.Ƴ射线与物质相互作用时，其损失能量方式有两种，分别是电离和激发。其中激发的方式有三
种，它们是光电效应、康普顿效应和电子对效应。（射线能量在30MeV以下时）
2.Ƴ射线与物质有哪些相互作用？在能谱中如何体现？
答：光电效应（光电峰即全能峰）、康普顿散射（康普顿平台）和电子对效应（射线能量大于1.02MeV 时，可以发生电子对效应……）。
3.137Cs(Er=0.662MeV)的Ƴ射线与物质的相互作用有哪几种形式？为什么？
答：光电效应、康普顿散射，因为Er=0.662MeV＜1.02MeV，不会发生电子对效应。
4.什么是全能峰（光电峰）？它有什么特点？在能谱中怎样寻找？
答：入射射线的能量全部损失在探测器灵敏体积内时，探测器输出脉冲形成的谱峰；特点是其峰位的能量对应于γ射线的能量；在能谱中最高的尖峰即为全能峰。
5.什么是能量分辨率？有什么作用？如何测量？
答：（其中FWHM为分布曲线极大值一半处的全宽度即半高宽，为全能峰
对应的道址）；检验与比较γ谱仪性能的优劣；观察137Cs谱形，调节高压和线性放大器的放大倍数，使137Cs谱形中四个峰的位置分布合适，当计数达到要求，寻找全能峰，即可求出。
6.如何测未知源的Ƴ能量？
答：在实验中用系列γ标准源，在相同的条件下测量它们的能谱，用其全能峰峰位横坐标与其对应的已知的γ粒子能量作图，即可求出能量刻度曲线Eγ=G·x+E0，利用这条能量刻度曲线就可以求出未知源的γ能量。
7.单道闪烁谱仪主要由哪几部分组成？射线图谱测的是什么粒子的能量？
由探头、线性放大器、单道、定标器、线性率表、示波器、低压电源和高压电源组成。
根据单道闪烁Ƴ谱仪的探测原理，Ƴ谱仪测量得到的图谱实际上是Ƴ射线与NaI晶体相互作用产生的次级电子能量的分布谱。因而其实质测量的是次级电子的能量。
8.用闪烁Ƴ能谱仪测量单能Ƴ射线的能谱，为什么呈连续的分布？
由于单能γ射线所产生的这三种次级电子能量各不相同，甚至对康普顿效应是连续的，因此相应一种单能γ射线，闪烁探头输出的脉冲幅度谱也是连续的。
9.反散射峰是怎样形成的？如何从实验上减小这一效应？
反散射峰主要由打到光电倍增管上或晶体周围物质上后反散射回到晶体中的Ƴ射线产生。Ƴ射线在源衬底材料上的反散射也会对反散射峰有贡献。
放射源辐射C射线的方向具有一定的随机性, 它在源衬底材料上的反散射我们无法加以控制。对于射向光电倍增管的射线我们也不能加以限制, 因为最终对能谱的测量和观察全靠光电倍增管将晶体中产生的光脉冲转换成电脉冲。因此我们只能限制射向晶体周围物质的射线，这有以下两种方式：（1）通过加大探头和放射源之间的距离以加大射线对晶体周围物质的入射角并观察反散射峰和光
