Back تجربة فرانك-هرتز Arabic Вопыт Франка — Герца Byelorussian Experiment de Franck-Hertz Catalan Franck-Hertz-Versuch German Franck–Hertz experiment English Experimento de Franck y Hertz Spanish Franck-Hertz esperimentua Basque آزمایش فرانک–هرتز Persian Franckin ja Hertzin koe Finnish Expérience de Franck et Hertz French
Experimentul Franck-Hertz a fost prima măsurătoare electrică care a demonstrat în mod clar natura cuantică a atomilor și, astfel, „a transformat felul cum înțelegem noi lumea”.[1] A fost prezentat la Societății Fizice Germane într-un articol de James Franck și Gustav Hertz.[2][3] Franck și Hertz proiectaseră un tub vidat pentru studierea electronilor excitați care se deplasau prin vapori rarefiați de atomi de mercur. Ei au descoperit că, atunci când un electron se ciocnește cu un atom de mercur, el poate pierde doar o anume cantitate (4,9 electron-volți) din energia sa cinetică înainte de se îndepărta.[4] Această pierdere de energie corespunde decelerării electronului de la o viteză de aproximativ 1,3 milioane de metri pe secundă până la zero.[5] Un electron mai rapid nu decelerează complet după o coliziune, ci doar pierde exact aceeași cantitate de energie cinetică. Electronii mai lenți doar ricoșează din atomii de mercur fără a pierde semnificativ din viteza sau din energia lor cinetică.
Aceste rezultate experimentale s-au dovedit a fi în concordanță cu modelul Bohr al atomului propus de Niels Bohr în anul precedent. Modelul Bohr a fost un precursor al mecanicii cuantice și al modelului cu învelișuri electronice al atomului. Trăsătura sa-cheie a fost aceea că un electron din interiorul unui atom ocupă unul dintre „nivelele cuantice de energie” ale atomului. Înainte de coliziune, un electron din interiorul atomului de mercur ocupă cel mai scăzut nivel de energie disponibil. După coliziune, electronul din interior ocupă un nivel de energie mai ridicat cu 4,9 electron-volți (eV). Aceasta înseamnă că electronul este legat mai slab de atomul de mercur. Nu există niveluri sau posibilități intermediare în modelul cuantic al lui Bohr. Această caracteristică era „revoluționară”, deoarece era incompatibilă cu așteptarea ca un electron să poată fi legat de nucleul unui atom cu orice cantitate de energie.[4][6]
Într-o a doua lucrare prezentată în mai 1914, Franck și Hertz au scris despre emisia de lumină a atomilor de mercur care absorbeau energia din coliziuni.[7] Ei au arătat că lungimea de undă a acestei lumini ultraviolete corespundea exact energiei de 4,9 eV pe care electronul excitat l-a pierdut. Relația dintre energie și lungimea de undă a fost prezisă și de Bohr.[4] După o prezentare a acestor rezultate de către Franck câțiva ani mai târziu, se spune că Albert Einstein ar fi remarcat: „Este atât de minunat că îți vine să plângi”. [1]
La , Franck și Hertz au primit Premiul Nobel pentru Fizică pe anul 1925 „pentru descoperirea legilor care guvernează impactul unui electron cu un atom”.[8]
- ^ a b Eroare la citare: Etichetă
<ref>invalidă; niciun text nu a fost furnizat pentru referințele numiteRice - ^ Eroare la citare: Etichetă
<ref>invalidă; niciun text nu a fost furnizat pentru referințele numiteFH1 - ^ Eroare la citare: Etichetă
<ref>invalidă; niciun text nu a fost furnizat pentru referințele numiteLemmerich - ^ a b c Eroare la citare: Etichetă
<ref>invalidă; niciun text nu a fost furnizat pentru referințele numitePais2 - ^ Eroare la citare: Etichetă
<ref>invalidă; niciun text nu a fost furnizat pentru referințele numiteNuffield - ^ Eroare la citare: Etichetă
<ref>invalidă; niciun text nu a fost furnizat pentru referințele numiteCohen - ^ Eroare la citare: Etichetă
<ref>invalidă; niciun text nu a fost furnizat pentru referințele numiteFH2 - ^ Oseen, C. W. (). „Nobel Prize in Physics 1925 - Presentation Speech”. The Nobel Foundation.