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弗兰克-赫兹实验根据量子理论，原子只能处在一系列不连续的能量状态，称为定态．相应的定态能量称为能级．原子的能量要发生变化，必须在两个定态之间以跃迁的方式进行．当基态原子与带一定能量的电子发生碰撞时，可以使原子从基态跃迁到高能态式（1）中，E1为第一激发态能量（第一激发态是距基态最近的一个能态），E0为基态能量，eV1为该原子第一激发能．弗兰克-赫兹实验的原理可由图1来说明，各电位分布如图2所示．电子由阴极发出经由电压VG2K形成的电场加速而趋向板极P，只要电子能量足以克服减速电压VG2P形成的电场时，就能穿过栅极G2到达板极形成电流Ip．由于管中充有气体原子，电子前进的途中要与原子发生碰撞．
弗兰克、赫兹简介: 1914 年德国科学家弗兰克和赫兹在研究气体放电中低能电子与原子相互作用时发现，透过汞蒸汽的电子流随电子的能量呈现有规律的周期性变化。该实验证实了原子内部的能量是量子化的。为此1925年弗兰克和赫兹共同获得诺贝尔物理学奖。通过测量氩原子的第一激发电位,证明原子能级的存在,加深对原子结构的了解；了解弗兰克-赫兹实验的设计思想和基本实验方法；掌握测量氩原子第一激发电位的方法。
