冉绍尔汤森效应实验报告文档格式.docx
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打开F电源组，将灯丝电压Ef调至“2.000V”,直流加速电压Ea和补偿电压Ec全部调节至“0.000V”。
调节直流加速电压Ea旋钮，等到微电流计主机上两个表头示值全部为“0.000”时，把
碰撞管下部约1/2浸入液氮，调节Ea旋钮观察微电流计两个表头是否同时有电流出现。
如果不是同时出现电流，适当改变补偿电压Ec的值，再调节直流加速电压Ea旋钮观察此时是否两个微电流计是否同时有电流（注意此时保证电子碰撞管约1/2浸入液氮），如果同时有电流，记录此时的补偿电压值的大小，后面测量中固定此补偿电压值。
如果仍旧不是同时有电流，重复以上过程，直至达到上述要求。
液氮温度下，从0～10V逐渐增加加速电压（2V以下每隔0.1V记录一次数据，2V-3V可以每隔0.2V测量，以后每隔0.5V测量），列表记录每一点对应的电流Ip*和Is*的大小将电子碰撞管从保温杯中取出，将保温杯中剩余的液氮注入大的液氮杜瓦瓶中，等到电子碰撞管恢复到室温情况，调节加速电压为零，此时为保持阴极温度不变，改变灯丝电压Ef的大小，使得在加速电压Ea=1V的情况下Ip+Is=Ip*+Is*，这是因为在加速电压为1V时的散射几率最小，最接近真空的情况。
参照低温下的情况，逐渐增加加速电压，列表记录每一点对应的电流Ip和Is的大小。
【实验结果】
直流测量实验数据室温下灯丝电压Ef=2.27V，液氮温度下灯丝电压Ef=2.00V，补偿电压Ec=1.11V，初始加速电压Ea0=-0.13VEa/VIp*/uAIs*/uAIp/uAIs/uAradic;
（Ea-Ea0）PsQL-0.13
0.000
0.00
-0.03
0.001
0.03
0.003
0.05
0.316
-0.800
-0.588
0.12
0.004
0.16
0.400
0.13
0.015
0.32
0.012
0.43
0.510
0.405
0.519
0.23
0.053
0.86
0.035
1.15
0.600
0.506
0.706
0.33
0.139
2.03
0.089
2.38
0.678
0.454
0.605
0.298
4.15
0.197
4.78
0.748
0.426
0.555
0.53
0.542
7.52
0.356
8.19
0.812
0.397
0.63
0.813
12.49
0.577
13.12
0.872
0.324
0.392
0.73
1.041
18.02
0.824
18.66
0.927
0.236
0.269
0.83
1.309
25.00
1.127
25.85
0.980
0.167
0.183
0.93
1.578
32.36
1.434
33.66
1.030
0.126
0.135
1.03
1.851
39.96
1.722
41.75
1.077
0.110
0.116
1.13
2.08
48.22
1.998
50.48
1.122
0.082
0.086
1.23
2.39
56.65
2.24
59.17
1.166
0.103
0.108
1.33
2.73
66.02
2.48
68.85
1.208
0.129
0.138
1.43
3.08
75.59
2.70
78.60
1.249
0.157
0.171
1.53
3.39
84.25
2.89
89.17
1.288
0.195
0.216
1.63
3.74
94.50
3.06
99.81
1.327
0.225
0.255
1.73
4.10
105.36
3.21
110.83
1.364
0.256
0.295
1.83
4.44
115.56
3.33
122.35
1.400
0.292
0.345
1.93
4.79
126.75
3.44
134.26
1.435
0.322
0.389
5.13
137.66
3.54
146.72
1.470
0.353
0.435
2.23
5.82
160.85
3.68
170.44
1.536
0.403
0.516
2.43
6.55
185.60
3.78
195.83
1.600
0.453
0.603
2.63
7.28
209.60
3.86
221.90
1.661
0.499
0.691
2.83
8.02
236.10
3.90
248.30
1.720
0.538
0.771
3.03
8.81
263.30
3.92
275.30
1.778
0.574
0.854
3.53
10.79
331.50
3.93
342.40
1.913
0.647
1.042
4.03
12.88
403.00
3.91
408.80
2.040
0.701
1.206
4.53
15.01
478.20
3.88
2.159
0.742
1.353
5.03
17.07
555.90
545.90
2.272
0.769
1.463
5.53
19.12
637.90
671.40
2.379
0.806
1.638
6.03
20.9
722.50
3.99
687.00
2.482
0.799
1.606
6.53
22.9
810.50
4.13
759.00
2.581
0.807
1.647
7.03
24.8
898.50
4.33
833.40
2.676
1.670
7.53
26.7
987.90
4.59
911.50
2.768
0.814
1.680
8.03
28.5
1075.00
4.90
988.20
2.857
1.676
8.53
30.2
1162.50
5.26
1067.50
2.943
0.810
1.662
9.03
31.9
1248.00
5.66
1149.60
3.027
9.53
33.5
1330.50
6.11
1323.20
3.108
0.817
1.696
10.03
35.1
1411.20
6.62
1318.40
3.187
0.798
由以上数据作图：
图4是Ip、Ip*—radic;
（Ea-Ea0）曲线，反映的是在室温和液氮温度下极板P的电流与电子速率的关系。
由图可以看出，室温下，Ip随电子速率的增大，先会增大一段，然后趋于稳定。
这是由于电子散射截面与电子速率有关，所以Ip无法一直增大。
而在液氮温度下，气体被冻结，电子的散射可以忽略不计，所以Ip*与电子速率近似呈线性正相关关系
图5、图6分别是电子散射几率与电子速率、电子散射截面与电子速率的关系曲线。
由曲线和数据可以看出，在radic;
（Ea-Ea0）<
0.5时数据点很分散，并且与其他数据有较大的趋势差异，可以推测有两个数据点的测量不准确，造成了误差忽略radic;
0.5的部分曲线，可以看出，在radic;
（Ea-Ea0）>
1时，Ps、QL与电子速率呈正相关；
在0.5<
radic;
1时，Ps、QL与电子速率呈负相关。
当radic;
（Ea-Ea0）在1左右时，Ps、QL达到最小，这一点的数据是：
（Ea-Ea0）=1.122，Ps=0.082，QL=0.086这时的电子能量约为1.2eV，符合冉绍尔效应。
【小结】
本次实验是冉绍尔-汤森效应的验证实验，有上述结果可知本实验已经得到了符合冉绍尔-汤森效应的验证结果。
在本实验中，还有以下几点需要注意：
1.将电子碰撞管浸入液氮中进行低温测量时，速度不能太快，以防止管子炸裂。
2.当心不要让液氮触及人体，否则会造成冻伤。
3.灌注低温液体时，开始要慢，否则会有液氮飞溅出来，造成冻伤。
4.在最后的测量时要将电子碰撞管恢复到室温，此时不能急躁，要等待碰撞管完全恢复室温之后再进行测量。
【参考资料】
戴道宣、戴乐山《近代物理实验》高等教育出版社2006
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