Дослід Франка та Герца

Для перевірки теорії Бора необхідно довести, що атомам можна надавати тільки певну енергію і що вони після цього випромінюватимуть світло з частотою, яка однозначно зв’язана з поглинутою енергією співвідношенням н = ДE/h. Це здійснили Дж. Франк і Г. Герц в своїх класичних дослідах.

Дослід Франка — Герца — експеримент, поставлений у 1913;1914 роках з непружного розсіяння електронів на атомах. Експеримент підтвердив припущення моделі будови атома Нільса Бора.

У заповнену розрідженим газом трубку були впаяні три електроди: катод, сітка й анод. До катода К і сітки C1 електровакуумної трубки, наповненої парами Hg (ртуті), прикладається різниця потенціалів V, що прискорює електрони, і знімається вольт-амперна характеристика. До сітки C2 і анода, А прикладається уповільнююча різниця потенціалів. Прискорені в області I електрони зазнають зіткнення з атомами Hg в області II. Якщо енергія електронів після зіткнення достатня для подолання уповільнюючого потенціалу в області III, то вони потраплять на анод. Отже, показання гальванометра Г залежать від втрати електронами енергії при ударі.

Рис 6Схема електровакуумної трубки, використаної в експерименті

У досліді спостерігався монотонне зростання струму I при збільшенні прискорюючої напруги аж до 4,9 В, тобто електрони з енергією Е <4,9 еВ відчували пружні зіткнення з атомами Hg, і внутрішня енергія атомів не змінювалася. При значенні U = 4,9 В (і кратних йому значеннях 9,8 В, 14,7 В) з’являлися різкі спади струму. Це певним чином вказувало на те, що при цих значеннях U зіткнення електронів з атомами носять непружний характер, тобто енергія електронів достатня для збудження атомів Hg. При кратних 4,9 еВ значеннях енергії електрони можуть відчувати непружні зіткнення кілька разів.