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弗兰克-赫兹实验报告与数据分析

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简介:
本报告详细记录并分析了经典的弗兰克-赫兹实验,旨在验证电子与原子碰撞过程中的能量吸收现象。通过实验数据阐述了汞原子能级结构,并探讨其物理意义及应用价值。 这段文字包含了玩站恶搞实验报告以及详细的实验数据,值得借鉴参考学习。

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    本报告详细记录并分析了经典的弗兰克-赫兹实验,旨在验证电子与原子碰撞过程中的能量吸收现象。通过实验数据阐述了汞原子能级结构,并探讨其物理意义及应用价值。 这段文字包含了玩站恶搞实验报告以及详细的实验数据,值得借鉴参考学习。
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    《弗兰克-赫兹实验报告》是对诺贝尔物理学奖得主詹姆斯·弗兰克和古斯塔夫·赫兹进行的一项经典物理实验的详细记录。该实验首次证明了量子理论中的能量离散性,通过观察汞蒸气中电子碰撞导致的能量吸收现象,验证了玻尔原子模型的部分假设,是早期量子力学发展的重要里程碑之一。 弗兰克与赫兹在研究过程中发现,在电子与原子发生非弹性碰撞的过程中能量的转移是量子化的,并且他们精确地测定出当电子与汞原子相撞时,会损失4.9 eV的能量,这意味着汞原子只能吸收固定的、分立的能量值。这一现象直接支持了玻尔提出的关于“完全确定和互相独立的能量状态”的理论模型,为该假设提供了首个决定性的证据。 此次实验的主要目标是学习如何测量原子的第一激发电位,并证明原子能级的存在性。弗兰克-赫兹实验的基本原理如下: 根据玻尔的原子理论: 1. 原子只能保持在一些不连续的能量状态(E₁, E₂...)中,这些被称为定态的状态非常稳定。 2. 当一个原子从一种能量状态跃迁到另一种时,它会发射或吸收特定频率的辐射。如果用Em和En分别表示两个不同的能级,则两者之间的能量差决定着发出或接收光子的具体频率: hν = |E_m - E_n| 其中h代表普朗克常数。 此外,原子从较低的能量状态跃迁到较高的能量状态也可以通过具有一定动能的电子与原子碰撞来实现。在我们的实验中,让电子在一个真空环境中和汞蒸气发生相互作用。 假设汞原子基态为E₁, 第一激发态为E₂,则要使该原子由基态变为第一激发态所需的能量就是 E₂ - E₁。 如果一个初速度为零的电子处于电位差U下,它将获得eU的能量。当这个值小于E₂-E₁时,碰撞是弹性的,并且几乎没有能量交换发生;然而一旦eU≥E₂-E₁,非弹性碰撞就会出现:汞原子会吸收等于 E₂ - E₁ 的那一部分电子动能并跃迁至第一激发态, 而剩下的多余能量依然留在了电子身上。 若设使一个电子获得E₂-E₁所需加速电场的电压为U₀,则有: eU₀ = E₂ - E₁ 其中,U₀代表汞原子的第一激发电位。
  • 3.17:-.pdf
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    《实验3.17:弗兰克-赫兹实验》通过重现经典物理实验,深入探讨了原子结构和电子碰撞机制,验证了量子理论在微观粒子行为中的应用。 北京邮电大学大物实验报告 弗兰克赫兹实验A+
  • 智能型-测量仪的研发
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    本项目致力于研发一款先进的智能型弗兰克-赫兹实验测量仪器,旨在通过技术创新提升物理实验教学与科研中的精度和效率。 这段文字描述了智能弗兰克-赫兹实验的原理,并介绍了根据这一原理研制出的智能弗兰克-赫兹实验测量仪。
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    弗兰克·沃尔夫是一位知名的摄影师和导演,以其独特的视角和创新的摄影风格而闻名。他的作品在世界各地展出,并获得多项奖项。 求解交通流量分配模型的有效方法 为了实现有效的交通流量分配模型的解决方案,需要使用一系列复杂的算法和技术来处理大量的数据,并确保计算结果准确无误。 下面提供了一段C语言代码示例,用于求解基于最短路径(Minimum Cost Routes)和Frank-Wolfe算法的交通流量分配问题。此程序包括初始化、主循环以及关闭模块等步骤: ```c #include stdafx.h #include #include #include os.h #include my_types.h #include md_alloc.h #include my_util.h #include message.h #include tui.h #include meta.h #include link_functions.h #include od_table.h #include od_flow.h #include mincostroutes.h #include ls_bisect.h #include fw_status.h extern int no_zones, no_nodes; my_float **ODflow, TotalODflow; void Init(char *tuiFileName); void Close(char *tuiFileName); void InitODflow(void); void CloseODflow(void); int main(int argc, char **argv ) { my_float *MainVolume, *SubVolume, *SDVolume; int **MinPathPredLink; struct fw_status_struct fw_status; char *tuiFileName; StatusMessage(General, Ready, set, go...); switch(argc){ case 2: tuiFileName=argv[1]; break; case 1: tuiFileName=control.tui; break; default: ExitMessage(Wrong number of command line arguments (%d). \n Syntax: fw ., argc-1); } Init(tuiFileName); MainVolume = (my_float*)Alloc_1D(no_links, sizeof(my_float)); SDVolume = SubVolume = (my_float*)Alloc_1D(no_links, sizeof(my_float)); MinPathPredLink = (int**)Alloc_2D(no_zones,no_nodes, sizeof(int)); InitFWstatus(&fw_status); FindMinCostRoutes(MinPathPredLink, NULL); Assign(ODflow,MinPathPredLink,MainVolume); FirstFWstatus(MainVolume, &fw_status); for ( fw_status.Iteration = 1; ContinueFW(fw_status); fw_status.Iteration++) { FindMinCostRoutes(MinPathPredLink, NULL); Assign(ODflow,MinPathPredLink,SubVolume); VolumeDifference(SubVolume, MainVolume, SDVolume); my_float Lambda; Lambda = LinksSDLineSearch(MainVolume, SDVolume ); UpdateFWstatus(MainVolume, SDVolume,&fw_status); UpdateVolume (MainVolume, SDVolume,Lambda ); } Close(tuiFileName); StatusMessage(General,The end); } void Init(char *tuiFileName){ tuiInit(tuiFileName); InitLinks(); InitODflow(); InitLineSearch(); } void Close(char *tuiFileName){ StatusMessage(General, Closing all modules); tuiClose(tuiFileName); CloseLinks(); CloseODflow(); CloseLineSearch(); } void InitODflow(void){ char *ODflowFileName; int input_no_zones; struct meta_struct meta_data; tuiGetInputFileName( OD flow file name, TRUE, &ODflowFileName); StatusMessage(General, Reading OD flow file %s, ODflowFileName); ODflow = Read_ODflow (ODflowFileName, &TotalODflow,&input_no_zones ,&meta_data ); if(input_no_zones != no_zones) ExitMessage(OD flow file %s is for %d zones, and not for %d zones., ODflowFileName , input_no_zones, no_zones); tuiGetDouble( OD flow factor, FALSE); } void CloseODflow(void){ Free_2D((void **)ODflow, no_zones,no_zones); } ``` 该代码通过读取交通流量数据文件(例如控制面板中的control.tui),计算每条路径的成本,分配交通流量,并使用迭代法更新直至达到收敛条件。此方法能有效地解决大规模网络中复杂的交通流问题。 以上就是求解交通流量分配模型的C语言实现示例代码,它展示了如何初始化系统、执行核心算法以及关闭模块的过程。
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