弗兰克赫兹实验报告数据处理

弗兰克-赫兹实验

一．实验目的

测量F-H管传统情况下加速电压与板极电流的关系曲线。 二．实验原理 1.激发电势

(1)玻尔的原子理论

原子只能较长地停留在定态，原子在这些状态时，不发射也不吸收能量。各定态有一定的能量，其数值是彼此分割的。原子的能量不论通过什么方式发生改变，它只能从一个定态跃迁到另一个定态。

原子从一个定态跃迁到另一个定态而发射或吸收辐射时，辐射频率是一定的，如果用

Em和En分别表示有关两定态的能量，辐射的频率?决定如下关系：

h??Em?En

式中，h为普朗克常量，为了使原子从低能级向高能级跃迁，可以通过具有一定能量的电子与原子相碰撞进行能量交换的办法来实现。

（2）设初速度为零的电子在电势差为U0的加速电场作用下，获得能量

eU0，当具有这种能量的汞电子与稀薄气体的原子发生碰撞时，就会发生能量

交换。如以E1代表汞原子的基态能量，E2代表汞原子的第一激发态能量，那么当汞原子吸收从电子传递来的能量恰为

eU0?E2?E1 （1）

汞原子就会从基态跃迁到第一激发态，相应的电势差称为汞的第一激发电势。测定出这个电势差U0，就可以根据公式（1）求出汞原子的基态和第一激发态之

弗兰克—赫兹实验

一、实验的历史背景

1913年丹麦物理学家玻尔（N?Bohr）提出了原子能级的概念并建立了原子模型理论。

玻尔认为，原子内部存在稳定的量子态，电子在量子态之间跃迁时伴随着电磁波的吸收和发射，即有

?E = Em?En （1）

对于外界提供的能量，只有满足原子跃迁到高能级的能级差，原子才吸收并跃迁，否则不吸收。

弗兰克与赫兹认为，用电子束激发原子，如果原子只能处于某些分立的能态，那么实验一定会显示：只有某种能量的电子能引起原子的激发。

1914年德国物理学家弗兰克（J?Franck）和赫兹（G?Hertz）用慢电子穿过汞蒸气的实验，测定了汞原子的第一激发电位，从而证明了原子分立能态的存在。后来他们又观测了实验中被激发的原子回到正常态时所辐射的光，测出的辐射光的频率很好地满足了玻尔理论。弗兰克—赫兹实验的结果为玻尔理论提供了直接证据。

但是他们1914年的实验装置有一缺点：电子的动能难以超过4.9eV，一旦被加速达到4.9eV，就将与汞原子碰撞而失去能量，这样，就无法使汞原子受激发达到更高的能态，以至于只能证实汞原子的4.9eV这一个量子态。

1920年，弗兰克将原先的实

弗兰克赫兹实验

亡灵 311300

【实验目的】

通过测定氩原子等元素的第一激发电位（即中肯电位），证明原子能级的存在。

【仪器用具】

ZKY-FH-2型智能弗兰克-赫兹实验仪、SS-7802型双踪示波器

【实验原理】

玻尔提出的原子理论指出：

（1）原子只能较长就地停留在一些稳定状态（简称为稳态）。原子在这些状态时，不发射或吸收能量：各定态有一定的能量，期数值是彼此分隔的。原子的能量不论通过什么方式发生改变，它只能从一个定态迁到另一个定态。

（2）原子从一个定态跃迁到另一个定态而发射或吸收辐射时，辐射频率是一定的。如果用Em和En分别代表有关两定态的能量的话，辐射的频率?决定于如下关系：

h??Em?En （23-1） 式中，普朗克常量h?6.63?10J?s。

为了使原子从低能级向高能级跃迁，可以通过具有一定能量的电子与原子相碰撞进行能量交换的办法来实现。设初速度为零的电子在电位差为U0的加速电场作

2-2弗兰克—赫兹实验

【实验简介】

1913年丹麦物理学家玻尔在卢瑟福原子核模型的基础上，结合普朗克量子理论，提出了原子能级的概念并建立了原子模型理论，成功地解释了原子的稳定性和原子的线状光谱理论。该理论指出，原子处于稳定状态时不辐射能量，当原子从高能态（能量Em）向低能态（能量En）跃迁时才辐射。辐射能量满足?E = Em?En 对于外界提供的能量，只有满足原子跃迁到高能级的能级差，原子才吸收并跃迁，否则不吸收。

1914年德国物理学家弗兰克和赫兹用慢电子穿过汞蒸气的实验，测定了汞原子的第一激发电位，从而证明了原子分立能态的存在。后来他们又观测了实验中被激发的原子回到正常态时所辐射的光，测出的辐射光的频率很好地满足了玻尔理论。弗兰克—赫兹实验的结果为玻尔理论提供了直接证据。

玻尔因其原子模型理论获1922年诺贝尔物理学奖，而弗兰克与赫兹的实验也于1925年获诺贝尔物理学奖。 【实验目的】

1、测量氩原子的第一激发电位；证实原子能级的存在，加深对原子结构的了解；

2、了解在微观世界中，电子与原子的碰撞和能量交换过程几率及影响因素。

【预习思考题】

1． 2．

【实验仪器】

DH4507智能型弗兰克-赫兹实验仪，示波器

DH4507智能

生 化 实 习 报 告

班级：生物技术指导教师：敖新宇、贾璐 学号： 姓名： 日期：

08

2009-12-19

生物化学综合实验

摘要：本次实验包括苯丙氨酸解氨酶的纯化及其活性测定和大玉米粉中营养成分的测定两个实验。

关键词：苯丙氨酸解氨酶、Sephadex G—25层析、DEAE纤维素层析、活力、比活力、大玉米粉、凯式定氮法、索式提取法、3，5—二硝基水杨酸比色法。

实验一 苯丙氨酸解氨酶的纯化及其活性测定

一 实验目的

1.学习掌握分离纯化生物大分子的方法； 2.学习掌握酶活性的测定方法；

3.了解在分离纯化过程中酶活性的变化； 4.了解高速冷冻离心机的操作步骤 二 实验原理

苯丙氨酸解氨酶（L—phenylalanine: ammonia lyase,简称PAL；EC4.3.1.5）是 植物体内苯丙烷类代谢的关键酶，与一些重要的次生物质如木质素、异黄酮类植保素、黄酮类色素等合成密切相关，在植物生长发育和抵制病菌侵害过程中起重要作用。PAL催化L—苯丙氨酸裂解为反式肉桂酸在

生 化 实 习 报 告

班级：生物技术指导教师：敖新宇、贾璐 学号： 姓名： 日期：

08

2009-12-19

生物化学综合实验

摘要：本次实验包括苯丙氨酸解氨酶的纯化及其活性测定和大玉米粉中营养成分的测定两个实验。

关键词：苯丙氨酸解氨酶、Sephadex G—25层析、DEAE纤维素层析、活力、比活力、大玉米粉、凯式定氮法、索式提取法、3，5—二硝基水杨酸比色法。

实验一 苯丙氨酸解氨酶的纯化及其活性测定

一 实验目的

1.学习掌握分离纯化生物大分子的方法； 2.学习掌握酶活性的测定方法；

3.了解在分离纯化过程中酶活性的变化； 4.了解高速冷冻离心机的操作步骤 二 实验原理

苯丙氨酸解氨酶（L—phenylalanine: ammonia lyase,简称PAL；EC4.3.1.5）是 植物体内苯丙烷类代谢的关键酶，与一些重要的次生物质如木质素、异黄酮类植保素、黄酮类色素等合成密切相关，在植物生长发育和抵制病菌侵害过程中起重要作用。PAL催化L—苯丙氨酸裂解为反式肉桂酸在

数据处理上机实验报告

——化工11004班 陈赫 学号：201003174

第一题：

为了控制试验过程中溶液的pH值，在试验的进程中随机取样，测得如下pH值：8.29，8.32，8.30，8.27，8.32，8.34，8.26，8.33，试用EXCEL求出该组试验数据的算术平均值、几何平均值、调和平均值、样本标准差、样本平均数的标准误、总和。

(1) 输入所有的数据

(2) 直接在J2单元格中输入“=AVERAGE(B2：I2)/8” 也可以在”插入函数”选中函数

AVERAGE,再计算可得结果。

分别在K2，L2，M2，N2，O2输入“=GEOMEAN(B2:I2)”，“=HARMEAN(B2:I2)”，“”=STDEV(B2:L2)，“=M2/SQRT(8)”，“=SUM(B2:I2)”，回车即得结果。

第二题：

脂肪酸是一种重要的工业原料，下表列出了某国脂肪酸的应用领域，试根据这些数据用EXCEL画出饼形图，并用选择性粘贴功能将饼形图拷贝到WORD文档中。 橡胶工业 28% 合成表面活性剂 11% 润滑油 5% 洗涤剂 25% 肥皂 14% 其它 17%

（1）输入表格里所有数据

【实验目的】

1、掌握工作表中常用函数的使用，条件函数引用的方法。条件格式的使用。

2、掌握数据的新增记录、删除及查询、数据的升序和降序的排序方法。

3、掌握数据的自动筛选及高级筛选及其应用。

4、会进行工作表的插入、删除和重命名操作。

5、会使用“移动和复制工作表”命令，及使用“选择性粘贴”进行工作表的设置和移动。

6、掌握数据分类汇总及其应用。

【实验内容和步骤】

一、打开Excel素材文件“学生成绩素材.xlsx”，样文见实训教程206页图4-43所示。 按要求完成下列操作，并写出操作步骤。

1、利用函数公式计算“总分”、“平均分”字段值。

操作步骤1：

2、使用IF函数根据“平均分”列中的数据 在“成绩评定”列中 显示“优秀”、“良”、“中”或“不及格”，并利用“条件格式”设置“中”为 蓝色 加粗；“不及格”为 红色 加粗。对成绩评定不及格的单元格设置黄色底纹。

操作步骤2：

3、使用RANK函数，根据“平均分”列的值计算出“排名”的值。

操作步骤3：

4、利用“条件格式”设置性别列中的“男”为 粉红 加粗；“女”为：鲜绿、倾斜。

操作步骤4：

5、利用MAX、MIN计算出 ：“语文”、“数学”和的“英语”最高分；最低分。

操作步骤5：

6、利用COUNTIF统计男、女生

实验三、离心泵性能实验

姓名：杨梦瑶 学号：1110700056 实验日期：2014年6月6日 同组人：陈艳月 黄燕霞 刘洋 覃雪 徐超 张骏捷 曹梦珺 左佳灵

预习问题：

1. 什么是离心泵的特性曲线？ 为什么要测定离心泵的特性曲线？

答：离心泵的特性曲线：泵的He、P、η与QV的关系曲线，它反映了泵的基本性能。要测定离心泵的特性曲线是为了得到离心泵最佳工作条件，即合适的流量范围。

2. 为什么离心泵的扬程会随流量变化？

答：当转速变大时，，沿叶轮切线速度会增大，当流量变大时，沿叶轮法向速度会变大，所以根据伯努力方程，泵的扬程：

H=（u22- u12）/2g + (p2- p1) / ρg + (z2- z1) +Hf

沿叶轮切线速度变大，扬程变大。反之，亦然。

3. 泵吸入端液面应与泵入口位置有什么相对关系？

答：其相对关系由汽蚀余量决定，低饱和蒸气压时，泵入口位置低于吸入端液面，流体可以凭借势能差吸入泵内；高饱和蒸气压时，相反。但是两种情况下入口位置均应低于允许安装高度，为避免发生汽蚀和气缚现象。

4. 实验中的哪些量是根据实验条件恒定的？哪些是每次测试都会变化，需要记录的？哪些

是需要最后计算得出的？

答：恒定的量是：泵、流体、

弗兰克—赫兹实验思考题答案

[预习思考题]

1、什么是能级玻尔的能级跃迁理论是如何描述的

答：在玻尔的原子模型中，原子是由原子核和核外电子所组成，原子核位于原子的中心，电子沿着以核为中心的各种不同直径的轨道运动。在一定轨道上运动的电子，具有对应的能量，轨道不同，能量的大小也不相同。这些与轨道相联系、大小不连续的能量构成了能级。

当原子状态改变时，伴随着能量的变化。若原子从低能级Ｅn跃迁到高能级Ｅm，则原子需吸收一定的能量，该能量的大小为△E：

△E＝Ｅm－Ｅn

若电子从高能级Ｅm跃迁到低能级Ｅn，则原子将放出能量△E。

2、为什么I G2A－U G2K曲线上的各谷点电流随U G2K的增大而增大

答：电子与汞原子的碰撞有一定的几率，总会有一些电子逃避了碰

撞，穿过栅极而到达板极。随着U G2K的增大，这些电子的能量增大，因此在I G2A－U G2K曲线上的各谷点电流也随着增大。

[实验后思考题]

1、温度对充汞F－H管的I G2A－U G2K曲线有什么影响

答：当温度过大时，单位体积内的汞原子数增加，电子的平均自由程减小，电子与汞原子的碰撞次数增加，因此，在整个加速过程中，弹性碰撞的总能量损失相应增大，其I G2A电流减小。

２、在I G2A－U G2K曲线上，为什么对