双缝观测实验可以解释十大诡异恐怖视频里那个老照片，人一打开老照片相册照片现场变化。有观测者时物质呈现一种状态，没有观测者时物质呈现另一种状态!所以多下古墓你真的能硬撞上灵异现象，你以为是幻觉其实都是真的，是物质的另一种状态而已。栩栩如生的古尸人一观测到立马干枯老化，颜色艳丽的兵马俑人一观测到立马古化土化。
这就是说明微观世界中能量的时空属性上的物质特征是有意识叠加而显现的，也就说物质的时空特征是意识的产物。意识也是构成宇宙的基本要素。即宇宙的构造与人脑的秘密相似性，造就了宇宙构造是意识的源泉，人脑构造也是意识的源泉。人脑寄住意识时形成生命。脱离人脑后便形成宇宙的意识即灵魂。
其实很好解释。就像某些视频里看到的飞行直升机螺旋桨不动是因为摄像机与螺旋桨同频率造成的一样，当然这只是第一层。第二层是与什么同频率？有三个可能，A观测设备不能精细的捕捉单个电子在千亿亿分之一秒或许更小的一个时间的状态；B人类自身的观测盲区；C单个电子在波粒二象性上恰恰只能满足于观测到粒子属性！至于波的属性限于设备和人的观测盲区无法捕捉。第二层的ABC三点均可以达成观测盲区，也就是说，与盲区同频率！
所有的物体都应该有自己的意识，或者说灵魂。只是存在与不同维度，无法相互理解，或者说无法相互察觉，感应。比如溪水中的石头，必然是光滑圆润，那是石头在保护自己，尽自己最大努力保存自己不被流水侵蚀。又如把铁放入浓酸中，它会产生一层保护膜，而把它放入稀酸中它感觉不到自己在被侵蚀，所以它反而不会产生保护膜，因为它没意识到危险。
一点也不恐怖，也没有推翻唯物主义。就好比抽奖，不抽的时候你也不知道箱子里哪个有奖，抽到了，那就瞬间确定是哪个有奖了。量子本就是概率性的，不仅是人观察还是仪器观测，一旦你想去确定一个结果，量子会瞬间坍塌，形成一个具体的形态。没有去确定结果时，他就是离散型概率型，这是完全说得通的。
100%影响，只要人去观测，以任何方式去观测就一定影响，就算人也是极其轻微的粒子能量级别也必定干扰结果！就如同我们无法用1000克的砝码称1克的东西，宏观微观必然是可以同理解释的。当人类面对宇宙最小的能量尺度时，有什么办法在确定无干扰的情况下去测量它？ 目前看来只有修行者禅定高手才能最大程度窥测宇宙的本来面目。
只能说明，形而上学的唯物主义是片面的。时代背景下的科学基础有一定局限性，实验结论可能会随着科技的进步被推翻。颠覆性的推翻往往不被世人所理解，正是因为已知的科学基础限制了人的思路。好比瞎子摸象，已知的事物会因你的感官发生变化，但不意味着事物的本身发生改变。更何况除了已知感官，人可能无法接收到某些信号，所以无法理解很正常。
量子学著名的电子双缝干涉实险，让很多人产生了意识混入和观察坍塌概念，我认为并不是： 解释一：微粒都是自生某种波的物质！比如电磁波。实验时单电子只穿过任一条缝，但电子自生的电磁波却肯定穿过了双缝，并形成干涉条纹。由于电子产生的电磁波微弱，当旁边带电仪器观测时，仪器产生的电磁波强度高于电子，干扰破坏了电子波的干涉条件，所以屏上就只见电子直射后的亮带。观测意识不会决定结果！ 解释二：粒子是有规律的运动，类似概率波，所以大量粒子发射出去后呈规律分布，相叠部分多的显明纹，不落少落区域显暗纹。
为什么粒子运动像波一样有规律？因为电子枪外接的是交流电（或整流后的直流电），都是正弦波，电压呈规律变化，单个不同电子发射瞬间受到的击发电压是不同的，所以射到屏上的位置肯定不同，但电源电压是周期性变化的，大量电子受周期性电压击发，落在相同、相近位置就多，规律性就显现出来，落一起多的显明纹，不落少落处显暗纹。说白了，落点形成有规律的条纹实质是电源周期性规律通过电子反映到屏上了，把正弦波转换为电子平面位置图而已。推而广之，或许所有粒子实验都会受此因素影响。
判断是波的干涉条纹还是大量粒子撞屏留下的痕迹，其实也容易，如果是实粒子碰屏后形成的条纹痕迹，实验完后屏上留的条纹痕迹应还在，如果是波形成的，实验完屏上条纹就立刻消失了。 物质周边都有波场，物质间作用力是否本质是波场间作用力？波同物体质量、能量间有何内在关系？是物质固有属性？我提出这个假想，可称为物质的统一波场论，希大枷研究。当今的量子科学发展的阶段，打个比方，就如古人观察到一年有春夏秋冬和365天一样，这规律可用来指导农业生产，但四季成因古人并未吃透。当今的量子学也一样，一些观察和总结的规律和结果被用来指导实践，但最本质性的原理还未弄明白。置疑才是科学发展的推力，把说不清原理的模糊式表象当真理而不去探究竟，真理就会永远埋没。现代物理近70年没突破，就是把说不清测不准等表象理所当然当作真理。
人类的认识局限在三维世界，也只能对低维度产生感觉，而维度空间却是一个平行空间，人类是不可能突破的。人类的存在也只能存在这个维度。其实光的属性是无限维度的属性，不仅仅是二象性，而是多像性的存在，只是人类认识不到而已。
如果这个实验最终都无法解释，那么最终的结果就是，很可能确认一个大的客观唯心存在，因为既然事物因我的观测而改变，那么首先就可以确定主观唯心是正确的，但考虑到一个人不可能看到全世界，更不要说全宇宙，而且即便我们把所有相信万有引力不存在的人凑到一起，在那里万有引力也不会消失，那么是不是说明有一个在我们之上的，最高等级的观察者存在呢？我们的观察只能改变小的，对大的事物毫无影响，而它的观察则几乎影响着我们的生活，想想看，它应该叫什么名字？
首先是用什么仪器观察的，一个光子也好一个电子也吧，它们都是有能量的。微观世界里一棵粒子就是一个能量团，当它独自运行时在它周围行成一个团组织，在过双缝时，直接者过缝为明，边缘组织过另外缝为暗，当你用设备关查时，其粒子组织受干扰，所以取决于关查设备和关查距离，我想现在还没有这种设备吧，一个微观粒子和设备比，就像太阳观查人一样，太阳直视一个人时，人会自我反应也就是太阳干扰了人，所以说没那么多神奇的。
观察引起了变化。 端一碗水走路，稍微不平就溢出来，一个道理。 微观电子，却用宏观摄像机去观察，本身就改变了临界条件。 再详细一点，微观粒子对周围的敏感性已经不可言喻，整个周边所有的粒子，包括摄像机，都处于一个整体，如同池子里的水。你想观察水，却摇动水中的巨石，水波肯定变化。一个道理。
意思是，一个光了好比一个足球，瞄准一个缝隙踢去，会同时进入两个缝隙，后面产生波浪般交叉的影子路径，一束光好比无数球踢过去也产生一样的波浪般交叉影子路径，但一旦用摄像机对准拍摄，这球或无数球就只进一个缝隙且只是一条直线影子路径。所以觉得恐怖，像有意识一样。平行时空观点者认为光能同时穿越两个时空，所以能同时穿过两个缝并有相同波纹，而摄像头只在一个时空，所以只记录一条直线一个时空的路径。恐怖的是，人眼可以观察到光同时穿越两个时空，却无法用单时空的东西记录下来。也就是说，除了光，人或同时空的一切其他物体无法穿越并记录到另一时空的瞬间及过程。只有人眼能通过这特殊方式观察到两个时空的波纹相交。是不是奇怪又恐怖？至于为何如此鬼异，到目前的科学家都还无法解释清楚，那我们常人就更难了。是不是真的存在平行时空？都还在研究，目前也只是推测。
其实很好理解：光，具有波粒两相性。它的路径和干涉条纹，是由它的波粒两相性引起的。它的波可以同时穿过两条缝隙，造成条纹干涉现象。而它的粒子却只能从其中不确定的一个缝隙通过？当我们探测它的路径时，只能探测到它的粒子轨迹，却不能同时获得它条纹干涉现象。因为“波”产生干涉，是结果。“粒”只能显示路径，是过程。我们不能同时探测到过程和结果。这就是波粒两相性的奥秘。 其他的，恐怕都是想多了。
这个实验是发射的电子，不是光子，因为光有波粒二象性，电子也有，而人类目前科技只能制造发射单个电子的设备。第一种实验是科学家发现发射单个电子也会产生干涉现象，电子的落点会变到光暗图谱的任何一个点上，用胶片作为底面可以具体的知道电子的落点，说明这个时候，电子有波的性质，但是，问题来了，单个电子是如何自己干涉自己的呢？电子通过双缝的状态是什么？为了搞清楚电子通过双缝的时候的状态，科学家用高速摄像机拍摄双缝，被摄像机拍摄到了的电子就只显示粒子的状态，落点固定为通过双缝的直线那一条线上，这时候就没有干涉现象，电子不显示波的性质，只有粒子的性质。
有些人认为，是现有观测手段影响了电子的状态，是人为的观测引起的微观上的坍塌，好嘛，既然你们有这个疑问，科学家就做了改变，也就是延迟观测实验，我摄像机不对准双缝，在底面竖着观测已经通过双缝的电子可以了吧，相当于在作者给的光暗图谱上观测只有产生了干涉才能到的条纹前放置摄像机，比如在最边上的那个条纹前放置，这个位置观测到的电子肯定是经过了干涉才到的了这里，摄像机也拍摄到了具体的电子，然而，恐怖的结果出现了，在最边上拍摄到的电子，按照我们现有理解应该落点为最边上条纹，但实验结果表明，只要是拍摄到的电子，落点依然跟在双缝拍摄到的电子落点一样，即使电子在经过双缝的时候已经产生了干涉，只要你看到电子，他就是粒子。
实验结果表明，电子存在的性质只跟人们的意识有关，意识到了电子的存在，他就是粒子，意识不到，就是波。换个通俗一点的说法就是，你看到了某样东西，或者是触碰到，反正是你具体的意识到了，这个东西才显示出来，你一个转身，身后就是虚空，是波的形式存在，完全符合唯心主义的理念。
我想问的是：如何只发射一个光子？光子的定义、量化是如何确定的？如何知道“一个光子确实只有一个”？如果科学家用所有手段测量出来的都是只有一个光子，但是实际上不止一个光子呢？有没有可能所谓“一个光子”只是我们的现有科学的一个误区，我们认为的一个光子实际上还可以无限细分，只是以人类现在的水平无法发现呢？像薛定谔的猫，如果真的是同类现象，那么只能说明人类现在对所谓量子科学只是一个起步，还有大量理论没有发现出来而已，还没有到质疑物质世界的地步。
人类目前为止所有的探测方法都无法避免对于被探测物的影响。比如你要看一个物体，那么就需要某些粒子对其照射，如果你要探测某些粒子，那么势必要吸一部分粒子。各种探测方法在宏观物理层面可能不至于影响被探测物，但放到微观粒子方面任何一个微小的改变都会对整个系统造成巨大影响。就好比你用手去摸大铁球的温度，大铁球不会动，但你去摸一粒铁砂它就会被你摸跑了。双缝干涉实验也是如此。探测的行为本身不可避免的对整个系统产生影响。虽然我们仍不知道其中的作用机制，但它并不是令人毛骨悚然的。
简单的说，我们观察物质的方式决定了物质的存在。例如光有波粒二象性，但是什么时候体现为波？什么时候体现为粒子？和我们观测他的方式有关，当我们以观测波的方式观测他，他就是波；当我们以观测粒子的方式观测他，他就是粒子。而且这种改变不存在因果律，意思是我们先让光通过某个记录仪，让光体现波动特性并留下痕迹，然后在这个路径后突然用观测粒子的方式观测他，则光子会表现为粒子，且之前留下的痕迹会发生改变。简单的说，就是观测方式决定物质存在的形式，意识决定了物质；因果律失效，意识可以改变过去。
双缝实验证实了光具有波粒二象性，作为粒子来追踪，它就具有粒子性。作为波来看待，由于波有波长，波在传播中应该以一个波长来作为基本单元来追踪，这样的话和作为粒子来追踪用时是不一样的，结果自然也就不一样了。在一个波长的时间里，粒子能做好多事呢，所以就形成了干涉条纹。换句话说，观测时是某一点时间内看到的结果，不观测时是某一段时间内看到的结果，这段时间就是波长时间。
有些激进的人甚至认为我们的宇宙根本就不是我们的意识导致的，很可能是某种未知的意识参与形成的。这样的话，我们岂不是活在某种未知生命给我们构建的世界里吗？————不激进，这才是终极解释。我们生命体的意识，实际就是这个创世意识的分身或映射，所谓一切即一，一即一切，众生皆有佛性，人人都有神性，无非是指这个。所谓的量子纠缠，其实也是幻觉，根本不存在相互纠缠的两个量子，自始至终，不过是同一个量子在不同维度观察的视角。
大家将此当成为是量子幽灵。而从世界是一个整体亲思考，完全可以认为，光的双缝干涉实验中，光的行为是由从光源到屏幕整个系统决定的，即系统的初始状态就决定了光必然以相应方式生成和运动。但是，当光的运动终结前，相关系统发生改变时，整体变化也会导致光运动行为变化。由此看，任何一种存在的运动都必须被视为是与某个整体存在系统相适应的结果。整体存在状态己决定了运动的过去和未来。
而当整体的存在状态发生改变时，其中运动元素原有的运动模式和结果也会被改变。我们一般以时空亲观察运动物体的变化。任河时空却是与一个（确定性的）整体相统一的，当整练东身改变时，时空必然改变。量子幽灵实际在帮助我们观察到了存在的整体性和时空与存在的相关性。就某个运动存在来说，如果我们知道其在某个环境中适动的结果为A，是因为整体己将此锁定为了A，如果不为A，则一定是整体被改变，且运动元素在整体的改变中会发生同步改变，以满足整体本身新的构建要求。或者整体变化因无法实现通过相关元素的变化重建一个整体系统，则整体将被瓦解！
大胆猜想一下：光是发光源感知工具，或者说是发光源的第一感。能够发光的物体首先是太阳，也不难说通发光是太阳的视觉手段这一原始本能。那么问题来了：太阳到底有没有意识呢？以人类目前的科技也许还无法证实，但不代表这种假设是天方夜谭。往近里说：地球上能够发光的生物有很多，有海底生物，有兴趣科学家可以研究一下。
波粒两相性，这是多早年前就推测的理论，现在去推翻它没有任何理论依据，因为它是目前实验都证实的，要不然现在的激光、阴机摄像観，都会会成了空话。 理论物理学家推测了很多理论，无法能解释，现在看到了引力波，又见到了玻色子，我会觉得积极的力量觉得一切。
"科学"的方法，忽略了物质具有精神的能量，必然会走到一个死胡同里无法解释你看到的现象，那种你说的“恐怖"却是一种大大小说任何事物的法则。 任何的物质都具有思想，能辨善恶，这在一部叫做《水能告诉你》的记录片里，通过对水分子冷冻，证明了物质是有思想的，那么科学的方法就不能专注于唯物主义者所说的物质，一个人的精神和物质不能分离，那么纯物质所具有的精神能量也是不可分离的。光波具有思想，也就没啥奇怪的了。 赫尔墨斯在几千年前就说过，世界即心理，宇宙即精神。真理永远只有一半是对的。
用仪器观察电子表现的是粒子，所以没有干涉，离开仪器观察电子表现的是波的性质！所以干涉；如果将电子扩大n倍，变成小钢珠(其他的实验仪器都扩大n倍)，我们观察小钢珠穿过双缝后不会干涉，如果把我们自己也扩大n倍后，再观察就会看到干涉条纹，奇怪吧！其实也不奇怪！粒子周围的时空发生扭曲，当粒子从一个缝隙穿过后！它周围弯曲的时空就会从另一个缝隙穿过，(形同它的影子)几百万个粒子穿过后，从宏观上观察就会看到干涉条纹，而从微观上观察就看不到干涉现象，记得很多年前很流行的立体图画，初看是杂乱无章的平面图形，但定睛细看后就会看到明亮的立体图形！波粒是对立统一的宇宙规律，它们是一不是二，只是我们的分别心在起作用而已！从不同的视角看见不同的结果而已。
宇宙物质由宇宙意识定义能量坍缩而成。因此，我们在宇宙间发现或物理分割物质至多小的物质粒子及能量波，其只能弱化其宇宙意识在此存在的力量，但！绝不能彻底消除其由宇宙意识所做用产生的物理元力。就算以人类意识从新定义已经因分解至微观能量化的状态，人的意识也是宇宙意识大系的一部分。合自然一系共同进化而成其进化发展。否则必被宇宙意识所成的免疫系统能力做用所消。 物质因意识定义能量坍缩而成，因此其所建达的物质宇宙，必为有灵活体。 我们所有发现的物理力量皆是宇宙意识的进化的生理力量，无有其外。
宏观上的规律都是微观规律的积累，之所以单个光子的走向看起来没有规律，不是因为真没有，而只是我们还没找到而已，科学就是探寻自然规律的学科，历史上出现过很多在当时看来无法解释的现象，我们的祖先常把那些现象归结为神的旨意，所以一旦你开始相信上帝掷骰子，那么你就不再是研究科学了，而是跟历史上大多数人一样走进了神学逻辑的死循环之中。
电子双缝干涉实验的恐怖之处，不在于电子通过双狭缝后形成干涉条纹，因为在上世纪三十年代波粒二象性就被证实和接受了。它所谓的毛骨悚然在于：当电子一个个通过双缝（按正常理解应该通过左或右的其中一个狭缝，最多留下两条痕迹，不会形成干涉），同样形成干涉，这还不是重点。最令人费解，一身冷汗的是：当实验者试图在实验体系中加一个“监控摄像头”来监视整个实验以弄清到底一个电子是如何同时通过了两个狭缝这一神奇的过程时，干涉条纹竟然不见了，只在其中两个狭缝后留下了两条痕迹，电子只表现出了粒子性。即电子在我们观测时，从不确定状态坍塌到一个确定状态。
在丹麦物理学家玻尔（N.Bohr）开创性地发表原子定态跃迁的量子理论后的第二年(1914年)，德国物理学家弗兰克（J.Frank）和赫兹（G.L.Hertz）在研究低能电子和原子的相互作用时发现，当电子和原子发生非弹性碰撞时，电子会把特定大小的能量转移给原子并使之受激，由此证明了原子内部量子化能级的存在。同一年，在使用石英制作的F-H管中，拍摄到了对应汞原子激发所需的最低能量的光谱线，由此验证了玻尔理论中的频率法则。1920年，弗兰克及其合作者又在改进的装置中测得了原子的亚稳能级和较高的激发能级，进一步证实了原子具有离散能级的概念。显然，他们的实验为玻尔理论提供了独立于光谱研究方法的直接而有力的实验依据，为此他俩荣获1925年度的诺贝尔物理学奖，至今他们的实验方法仍是探索原子结构的重要手段之一。实验目的1．测定汞原子的电离电势。2．测定汞原子的第一激发电势，证明原子能级的存在。3．通过本实验，了解实验中的宏观量是如何与电子和原子碰撞的微观过程相联系，并进而用于研究原子的内部结构（通过本实验了解弗兰克-赫兹实验的物理思想和方法）。实验原理根据玻尔提出的量子理论，原子处于一系列不连续的能量状态，这些状态称为定态，具有确定的能量值。原子从一个定态向另一个定态的跃迁常伴随着电磁波（光）的吸收或辐射，光的频率取决于发生跃迁的二个定态En、Em之间的能量差，由能量守恒定律可得如下频率法则式中h为普朗克常量。在正常情况下，绝大部分原子处于基态（最低能态），当原子吸收电磁波或受到其它具有足够能量的粒子的碰撞时，可由基态跃迁到能量较高的一系列激发态。从基态跃迁到第一激发态的所需的能量称为临界能量，为最低能量；从基态到电离所需的能量称为电离能量，为最高能量。弗兰克及赫兹就是利用了低能电子和原子碰撞时交换能量的规律来研究原子的能级结构的。1．关于激发电势本实验用电场加速电子，并使之与稀薄气体的汞原子发生碰撞。初速度为零的电子在电势为U的加速电场作用下将获得能量eU，当此能量小于汞原子激发的临界能量时，电子与汞原子的碰撞为弹性碰撞。由于电子的质量远小于汞原子的质量，故碰撞后，电子的能量几乎没有损失。如果碰撞时电子的能量大小汞原子激发所需的临界能量，汞原子就会有一定的概率从电子那里获得能量，并从基态E1跃迁到第一激发态E2，也即电子和汞原子发生了非弹性碰撞，电子损失特定大小的能量E2-E1 = eU0，汞原子获得此能量并跃迁到高一级能态，这个电势差U0称为汞原子的第一激发电势，测出U0就可以求出汞原子的基态和第一激发态之间的能量差。实验中电子和原子的碰撞是在密封的玻璃管子内进行的，管子密封前抽真空后充汞（或其它物质），管中装有阴极、栅极和板极（阳板），这种实验用的真空三极管称为弗兰克-赫兹管（F-H管）。现在四极的F-H管也很普遍，常用以测量汞（或其它）原子的一系列较高的激发能级，于此我们仅说明三极的F-H管的工作原理。图5.11-1 弗兰克-赫兹实验原理图 图5.11-2 IA~UGK 曲线
弗兰克-赫兹实验的工作原理如图5.11-1所示，F-H管放在温控加热炉中，温控器可使实验温度在80~220℃取值，在实验温度下，管中的部分汞由液态转化气态，电子由热阴极发出，并由阴极K和栅极G之间的可调电压UGK加速而获得能量。在测量汞原子的第一激发电势时，开关接通a端（相当于微电流测量放大器面板上的“工作状态”开关拨向“R”档），实验温度应大于130℃，电子向栅极过程中将不断与气体原子发生碰撞。实验装置的巧妙之处在于收集电子的板极A与栅极G之间设置了一个2V左右的反向电压，称为拒斥电压UGA，此电压对在K-G空间内与汞原子发生碰撞的电子进行筛选，经过碰撞通过栅极进入GA之间的电子，其剩余动能必须大于eUGA才能克服电场的阻力到达板极A而形成电流，这样板极电流（板流）IA的大小就同电子在与气体原子碰撞过程中的能量损失联系起来了。实验时，逐渐增加栅极和阴极之间的栅极（加速）电压UGK，测量板流IA随UGK的变化，可得如图5.11-2所示的IA~UGK曲线。该曲线的明显特征是随UGK的增加，板流IA总体上是逐渐增加的，但清楚地显示出一系列极大值和极小值，并且各极大值或极小值之间的间隔均在4.9V左右。下面我们对上述曲线形状以及影响曲线各因素进行说明。加速电压UGk从零刚开始升高直到接近于汞原子的第一激发电势U0时，由于电子与汞原子的碰撞为弹性碰撞，电子几乎不损失能量，板流IA随UGK的升高而升高。当UGK的等于或稍大于U0时，开始有部分电子在栅极附近与汞原子发生非弹性碰撞，并把几乎全部的能量交给汞原子使之激发，这些损失了能量的电子不能克服拒斥电压阻挡而折回到栅板，从而使板流IA开始变小。继续增加UGK，更多的电子与汞原子发生了非弹性碰撞并损失eU0的能量，由于拒斥电压的阴挡，这些损失了能量的电子都不能到达板极形成电流，故板流IA继续变小。直到UGK≥U0+UGA时，才开始有部分通过非弹性碰撞的电子有稍大于eUGA的剩余动能，并能克服拒斥电压阻档到达板极，也即此时板流IA开始上升。当UGK≥2U0时，部分电子有可能在K-G空间中历经二次非弹性碰撞（此时第一次非弹性碰撞显然不在栅极附近）而耗尽能量，板流IA出现第二次下降；当UGK≥2U0+UGA时，损失了2eU0能量的电子开始有部分因具有足够的能量到达板极，从而板流IA又开始上升。类似地，就得到了多峰（谷）的IA~UGK曲线，如图5.11-2所示。峰值处的电压UGK近似地等于nU0，谷值处的电压UGK近似地等于nU0+UGA，峰（谷）间的距离刚好均为U0。如此周期性变化曲线的出现，表明原子和电子发生非弹性碰撞时，原子吸收的能量是一定的，也即原子内部存在着量子化的能级。从上述分析，我们也可以理解拒斥电压UGA对IA~UGK曲线有很大的影响：UGA偏小时，起不到对经历非弹性碰撞的热电子的筛选作用，导致极小值太大，峰谷差值也将变小；UGA偏大时，大部分电子将会被筛选掉，导致极大值太小，峰谷现象不明显。实验表明，UGA取适中值2V左右为好。需要指出的是：各电子的能量在任何时刻都不是完全相等的，而是按一定的统计规律分布的，电子和原子的碰撞也是个偶然的微观事件，由于原子在与足够能量的电子发生碰撞时被激发到某一能态上的概率既与此激发态的能级大小有关，也与碰撞电子的能量大小有关。例如，当电子的能量稍大于eU0时，汞原子被激发到第一激发态的概率很大，而激发到其它能级上的概率为零；当电子的能量明显大于eU0，汞原子被激发到第一激发态的概率明显变小，而激发到其它允许能态的概率明显增大；当电子的能量大于汞原子的电离能量时，碰撞的结果主要是使汞原子电离，当然，其它许多允许的事件，仍有不等的一定的概率发生。我们还必须注意到，电子在从阴极运动到栅极的过程中，由于与汞原子频繁的碰撞，使得其沿KG方向迂回曲折地前进。容易理解，电子的加速过程（获得能量的过程）是以其自由程为间隔分段进行的，而电子的平均自由程与汞原子数密度有关。当温度升高时，饱和汞蒸气原子数密度明显增加，电子的平均自由程很小，碰撞频率很大。需要记住的是，即使是弹性碰撞，电子与汞原子碰撞时仍约有10-5的原有能量的损失，不要小视这个数，因为电子的平均自由程也很小（10-7~10-5m），电子只有在一个自由程内从电场中获得的能量大于它经历一次弹性碰撞所损失的能量，才有可能积累到足够的能量。因此要使汞原子被激发，饱和气体的温度不能太高，电场不能太小。当温度适宜时（一般在140~220℃），电子积累的能量可以大于eU0的能量。但此时，由于自由程较小以及与汞原子频繁的（非）弹性碰撞，电子很难有机会达到远大于eU0的能量。当温度低至70~90℃时，由于电子平均自由程的明显增加，部分电子可能会积聚更大的能量去激发汞原子到更高能级，甚至使其电离。由此可见，实验中使F-H管维持在一定的温度是非常重要的。需要特别指的是：由于阴极发射的热电子的初动能大于零，阴极与栅极由于材料不同而存在的接触电势差，使整个IA~UGK曲线发生了偏移，各个峰（谷）不在原定之处，但任两个相邻峰（谷）之间的间距依旧为U0。实际上，由于汞原子亚稳态能级的存在，以及原子的顺次（逐级）激发（即处于激发态的原子在退激之前与电子再次发生非弹性碰撞并被激发到更高能级）、光电效应、光致激发和光致电离的存在，使得整个过程变得很复杂，同时也使相当一部分的汞原子被激发到更高的能级甚至被电离。在能量交换频繁的若干区域中将见到一个个淡蓝色光环，它明显地反映出了汞的光谱特性。这是那些被激发到高能级上的汞原子返回低能态时所辐射的可见光。当然，实验室用的F-H管大多是玻璃的，它对紫外线是不透明的，所以无法摄到对应临界能量的紫外光，其波长 nm。但弗兰克-赫兹用能透过紫外光的石英制作的F-H管进行实验时发现，当加速电压UGK小于4.9V时无任何辐射现象，当UGK稍大于4.9V时，汞辐射了，而且辐射的谱线正是波长为2.5×102nm的紫外光。最后我们指出，灯丝电压对曲线影响也较大：灯丝电压过大，导致阴极温度偏高，阴极发射的电子数过多，这将会使微电流放大器饱和，引起IA~UGK曲线阻塞，同时也使F-H管更易全面击穿；灯丝电压过小，参加碰撞的电子数太少，造成曲线峰谷很弱。实验中一般取灯丝电压为6.3V左右。2．关于电离电势当电子的能量达到或超过汞原子的电离能WZ = eUZ（UZ称为原子的电离电势）时，与汞原子碰撞的结果将使汞原子电离，利用F-H管测量汞原子电离电势的方法有两种，我们仅介绍离子流探测法。图5.11-3 离子电流IA~UGK曲线离子流探测法的工作原理如图5.11-1所示，此时开关K拨向b端（相当于微电流测量放大器面板上“工作状态”开关拔向“I”档），扳极A相对阴极K处于负电势。从阴极出来的电子加速运动至栅极后受到更大数值的减速电压的阻挡而到不了板极A，只有带正电的粒子才有可能到板极A而形成离子电流IA。此时炉温需降至80~90℃，汞原子数密度很小，电子的平均自由程很大，从阴极出来的部分经历碰撞最少的电子在加速电压UGK的作用下将获得能量eUGK，当此能量达到或超过汞原子的电离能WZ时，将使汞原子发生电离，板极收集到离子流。由于电离是雪崩式的，无控制时离子流随UGK的增加而迅速增大，实验结果大致如图5.11-3所示，曲线的拐点处即为电离电势，汞的电离电势约在10.4V左右。实验仪器FH-1A型弗兰克-赫兹实验仪一套：包括加热炉、弗兰克-赫兹管及微电流测量放大器等。实验内容1．预热和调整（1）将装有充汞F-H管的温控加热炉接通电源，选择一定的炉温（由实验室定），调好温控旋钮，预热15~30分钟，以得到合适的汞蒸汽密度。（2）同时接通微电流测量放大器电源，进行预热。将仪器的“栅压选择”开关拨向“M”（锯齿波自动扫描电压），此时电压表指针会缓慢上升到某值时突然变小并重新再缓慢上升。然后将“栅极电压Ug”旋钮逆时针旋至最小，把“栅压选择”开关拨向“DC”，待预热20分钟后，将“工作状态”拨向“R（激发）”，对电流表进行“零点”和“满度”校准。调零与满度之间略有牵连，故需反复调节。（3）用万用表调节UGA，使其为直流2.2V左右，记下UGA。（4）把“栅极电压Ug”旋钮至最小，“栅压选择”和“工作状态”拨向“0”，用随机所附专用连接线通测量放大器加热炉面板上各对应电极（注意！绝不能让G、K、H接反或短路），并用万用表检查K、H的灯丝电压是否为交流6.3V.2．测量汞原子的电离电势UZ待加热炉稳定在所需温度（约８０℃），微电流测量放大器工作稳定，弗兰克－赫兹管充分预热后，即可先进行电离电势的逐点测量。（１）先进行粗略观察。“工作状态”拨向“Ｉ（电离）”，“倍率”档为×10-5，旋动“栅压调节”旋钮，缓慢增大UGK的数值，全面观察一次IA的变化情况。当电流IA变化明显（注意“倍率”档的更换）且从加热炉玻璃窗口看到炉内Ｆ-H管的K-G空间开始出现淡淡的蓝色辉光时，表示管内汞原子已经电离，此时，不可再增大UGK以免过度电离（过度电离时F-H管的发出强烈的蓝光）导致管子严重受损，应立即将其调小至零。（2）再从零起仔细调节UGK，测量并记录一系列UGK对应的IA值。当电流明显变化时，测量结束，将“栅极电压Ug”调至最小。注意在电流开始变化处多测几个点，以便能比较精确地找出曲线的折拐点。3．测量汞原子的第一激发电势U0测定电离电势后，将“工作状态”开关拨向“R（激发）”，再调节加热炉的温控开关，使炉温升至180℃，待其稳定后，即可进行激发电势测量。（1）先进行全面观察。暂将“倍率”拨到×10-6或×10-5档，缓慢增加UGK的值，全面观察一次IA的变化情况。注意要及时更换倍率以适应电流变化。（2）测量IA～UGK曲线。使UGK从零起缓慢增加，记录下电流IA及对应UGK（即Ug）的电压值，特别地，应认真找到并读出IA的峰谷值及对应的各个UGK值，为便于作图，在各峰谷值附近应多测几个点，记下各测试条件。（3）分别改变炉温（如140℃、220℃）或（稍许）改变拒斥电压的大小，再测几条IA～UGK曲线的影响。4．用示波器观察IA～UGK图形（本实验内容可根据实验室情况选作）（1）将示波器的Y轴接到微电流测量放大器后盖输出端，Y轴增益用“×1”档，扫描速度要慢些。（2）炉温要升到200℃以上，以免F-H管严重击穿。（3）放大倍率用×10-4或10-3档，即电表的灵敏度不需太高。（4）将“栅压选择”拨向“M”，即可在示波器屏上看到IA~UGK图线，记录波形与逐点测量的图线比绞（扫描时间要尽可能短）。5．用X～Y函数记录仪描绘IA～UGK曲线（本实验内容可根据实验室情况选作）（1）将连示波器的开关倒向接记录仪的输入端，记录仪的X轴接到微电流放大器的GK端，记录仪的Y轴量程取5mV/cm，X轴量程取5V/cm。（2）函数记录仪预热后，用锯齿波电压扫描（扫描时间要尽可能短，以免F-H管被严重击穿），即可在记录纸上绘出完整的IA～UGK曲线。数据处理1．求出汞原子的电离电势UZ根据测量结果作出离子电流IA随加速电压UGK变化的曲线，并由曲线的折拐点求出汞原子的电离电势。2．求出汞原子的第一激发电势U0根据测量结果绘制电子电流IA随栅极电压UGK变化的曲线图,由曲线的峰、谷值并根据逐差法分别求出相邻峰、谷间电压的平均值，两者再平均求出汞原子的第一激发电势U0的测量结果。注意事项1．在测量过程中，当IA迅速增大时或F-H管出现强烈蓝光时，要立即减小UGK至零。2．加热炉外壳温度较高，注意避免灼伤。3．由于炉内温度场不均匀，温度计的水银泡必须与F-H管的栅阴极中段相齐。4．炉温过低时，不可加灯丝电压和栅极电压。5．若想测出IA～UGK曲线的第一个峰谷值，炉温宜低（约140℃），但要注意此时F-H管易于全面击穿。6、实验完毕，须将“栅压选择”和“工作状态”开关置“0”，“栅压调节”旋至最小，暂不拆除K、H、G连接线，不要切断微电流放大器的电源。应先切断加热炉电源，并小心旋松加热炉面板，使其快速冷却，待温度降至120℃以下后，才能切断放大器及各种连线，以延长管子寿命。预习思考题1、设汞原子的第一激发电势为4.9V，则能量分别为4.0eV和5.2eV的电子与汞原子发生碰撞时各损失多少能量？2、拒斥电压是如何影响IA～UGK曲线的？3、汞的电离电势宜在90℃±10℃附近测量，为什么？4、当温度较高时，IA～UGK曲线的第一个峰谷不易出现，为什么？5、弗兰克-赫兹管的阴极与栅极之间的接触电势差对IA～UGK曲线及电离电势的测定有何影响？怎样由实验结果估计其大小？分析讨论题1、在测量汞原子的第一激发电势时，观察淡蓝色光环的特征以及与UGK的关系并说明为什么？2、IA～UGK曲线的谷值一般均不为零，且随加速电压UGK的增加而增大，这是由于各种原因使原子电离形成本底电流的缘故。试根据实验结果说明本底电流与UGK的关系以及对峰谷值测量的影响？如何消除这种影响？3、由汞原子的电离电势和第一激发电势，求出汞原子基态和第一激发态的能量值。
