Frank-Hertz의 실험

1. 실험제목
● Frank-Hertz의 실험

2. 실험목적
● 가열된 음극에서 방출된 전자를 수은 기체에 충돌시켜서 수은의 에너지 상태가 양자화 되어있는 것을 확인하는, 즉 수은전자의 불연속 에너지 준위를 확인한다

3. 실험이론
J. Frank와 G. Hertz가 1913년 이후 원자의 공명 퍼텐셜을 구하기 위해 실시한 실험으로서 같은 해에 제창된 N.H.D. 보어의 원자 구조론에 대하여 실험적 근거를 밝혀 양자론 발전에 기여하였다. 열전자를 가속하여 전자빔을 만들어 저압 기체 속을 지나가게 하여 그 원자와 충돌시키도록 한다. 이 전자흐름에 의한 전류의 세기를 조사하면 전자가 원자와의 충돌에 의해 어떤 에너지의 변화를 받는가를 알 수 있다. 이 실험들은 원자 에너지 준위가 존재하고, 또한 이 준위들은 선스펙트럼에 의한 것과 같다는 것을 직접적으로 보여 주었다.
프랑크와 헤르츠는 <그림1>과 같은 장치를 이용해서 여러 원소의 증기들에 에너지를 알고 있는 전자를 충돌시켰다. 그리드(Grid)와 집속판(Plate)사이에는 약간의 전위차를 유지시킨다.

전자와 증기에 있는 하나의 원자와의 충돌에서 운동에너지가 보존된다면, 단지 전자는 원래의 방향에…