弗兰克-赫兹实验中为什么峰值随电压的增大而增大

，在充汞的Ｆ—Ｈ管中，电子由热阴极发出，阴极Ｋ和第二栅极Ｇ２之间的加速电压ＵＧ２Ｋ使电子加速。第一栅极对电子加速起缓冲作用，避免加速电压过高时将阴极损伤。在板极Ｐ和Ｇ２间加反向拒斥电压ＵｐＧ２。当电子通过ＫＧ２空间，如果具有较大的能量（≥ｅＵｐＧ２）就能冲过反向拒斥电场而达到板极形成板流，被微电流计ｐＡ检测出来。如果电子在ＫＧ２空间因与汞原子碰撞，部分能量给了汞原子，使其激发，本身所剩能量太小，以致通过栅极后不足以克服拒斥电场而折回，通过电流计ｐＡ的电流就将显著减小。实验时，使栅极电压ＵＧ２Ｋ由零逐渐增加，观测ｐＡ表的板流指示，就会得出如图４５—２所示Ｉｐ～ＵＧ２Ｋ关系曲线。它反映了汞原子在ＫＧ２空间与电子进行能量交换的情况。当ＵＧ２Ｋ逐渐增加时，电子在加速过程中能量也逐渐增大，但电压在初升阶段，大部分电子达不到激发汞原子的动能，与汞原子只是发生弹性碰撞，基本上不损失能量，于是穿过栅极到达板极，形成的板流Ｉｐ随ＵＧ２Ｋ的增加而增大，如曲线的ｏａ段。当ＵＧ２Ｋ接近和达到汞原子的第一激发电位Ｕ０时，电子在栅极附近与汞原子相碰撞，使汞原子获得能量后从基态跃迁到第一激发态。碰撞使电子损失了大部分动能，即使穿过栅极，也会因不能克服反向拒斥电场而折回栅极。所以Ｉｐ显著减小，如曲线的ａｂ段。当ＵＧ２Ｋ超过汞原子第一激发电位，电子在到达栅极以前就可能与汞原子发生非弹性碰撞，然后继续获得加速，到达栅极时积累起穿过拒斥电场的能量而到达板极，使电流回升（曲线的ｂｃ段）。直到栅压ＵＧ２Ｋ接近二倍汞原子的第一激发电位（２Ｕ０）时，电子在ＫＧ２间又会因两次与汞原子碰撞使自身能量降低到不能克服拒斥电场，使板流第二次下降（曲线的ｃｄ段）。同理，凡
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　　处，Ｉｐ都会下跌，形成规则起伏变化的Ｉｐ～ＵＧ２Ｋ曲线。而相邻两次板流Ｉｐ下降所对应的栅极电压之差，就是汞原子的第一激发电位Ｕ０。
　　处于第一激发态的汞原子经历极短时间就会返回基态，这时应有相当于ｅＵ０的能量以电磁波的形式辐射出来。

因为电子能量大，所以被吸过一回还剩很多，继续向前跑，可以再激发一个原子，然后再跃迁一次，还多的话再来。所以加速电压越大，发光区越多