Franck-Hertzov pokus

Franck-Hertzov pokus je pokus kojim je s pomoću električnoga mjerenja potvrđena kvantna priroda atoma, to jest potvrđena je pretpostavka o postojanju stacionarnih stanja i diskretnih energijskih razina u atomima. Izveli su ga 1914. u Berlinu J. Franck i G. L. Hertz. Tijekom pokusa mjerena je jakost istosmjerne električne struje kroz elektronsku cijev s razrijeđenim živinim parama. Pri postupnom povećanju električnoga napona uočen je niz porasta i padova jakosti električne struje i emisija svjetlosti pri padu električne struje. Prema objašnjenju pokusa jakost električne struje povećava se razmjerno (proporcionalno) električnom naponu kad se elektroni elastično odbijaju od atoma žive, a pad jakosti električne struje i emisija svjetlosti opažaju se kad se elektroni neelastično sudaraju sa živinim atomima. Neelastičnim sudarom elektroni svoju kinetičku energiju prenose na atome živinih para koji se zbog dobivene energije uzbude (njihovi elektroni preskoče iz orbitale manje energije u orbitalu veće energije) i pri povratku emitiraju svjetlost. Elektroni nakon neelastičnog sudara (sraza) ostaju bez energije, sporo se gibaju i ne stižu do anode, što se očituje kao slabljenje jakosti električne struje. Skokovi jakosti električne struje pojavljuju se za promjene napona svakih 4,9 V, što odgovara energiji svojstvene valne duljine živine svjetlosti od 253 nm koja u apsorpcijskome spektru para žive odgovara prijelazu iz osnovnoga stanja atoma na razinu iznad osnovnoga stanja:

${\displaystyle h\cdot \nu =e\cdot U}$

gdje je: h - Planckova konstanta, ν - frekvencija svjetlosti (ν = c/λ), e - elementarni električni naboj, to jest električni naboj elektrona, U - električni napon, c - brzina svjetlosti i λ - valna duljina svjetlosti.^[1]

1. ↑ Franck-Hertzov pokus, [1] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2017.