课题研究背景

弗兰克-赫兹实验是大学物理实验中比较经典的内容，依据波尔原子模型理论，原子只能处在一些不连续的定态中，每一定态相应于一定的能量，受激原子在能级间跃迁时，要吸收或发射一定频率的光子。夫兰克－赫兹实验正是利用电子与原子的碰撞实现这种跃迁的。电子在加速电压Ｕ的作用下获得能量，表现为电子的动能mv²/2，当eU=mv²/2=E_n-E_m时，即可实现跃迁。测量该实验的仪器是弗兰克赫兹实验仪，老式的仪器采用机械按键，容易损坏，接线复杂易出错，无法实现自动测量，并且存在测量误差大，步骤繁琐且信息量少等缺点，故此我们决定改进实验仪。本论文主要研究改进后的仪器如何接地以及实验仪内部各不同部分的共同接地方式。

单片机（Microcontrollers）是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的300M的高速单片机。单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、电流、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。

研究的内容

对弗兰克赫兹实验仪进行重新设计、改进，接地方式研究具体内容如下：

（1） 了解单片机接地系统的各种基础知识，熟练掌握相关电路的内容。

（2） 了解仪器运行期间的各种干扰信号以及信号对仪器的危害，结合实际设计接地线

（3） 分模块对仪器内部不同部分进行接地研究，调试电路。

（4） 对不同模块之间进行接地电路的探寻，找到解决方案，并调试仪器的运行。

预期目标：