摘要: 弗兰克–赫兹实验是验证原子能级量子化的经典实验,在大学物理实验教学中具有重要地位。传统教学多聚焦于第一激发电位的测量,其验证性特征明显但探究性不足。本文提出一种融合物理建模与计算思维的实验数据分析新方法:首先利用低温条件下的
U-
I特性曲线,通过Python编程反演热阴极电子速率分布函数;进而基于该模型分析高温下的复杂
U-
I曲线,定量计算不同激发态汞原子的数量比例。该方法将经典验证性实验拓展为综合性研究项目,不仅深化了实验物理内涵,还有效培养了学生的计算物理思维和数据处理能力,为大学物理实验教学改革提供了新思路。