Большая Советская энциклопедия

    опыт, явившийся экспериментальным доказательством дискретности внутренней энергии Атома.Поставлен в 1913 Дж. Франком и Г. Герцем. На рис. 1 приведена схема опыта. К катоду К и сетке C1 электровакуумной трубки, наполненной парами Hg, прикладывается разность потенциалов V, ускоряющая электроны, и снимается зависимость силы тока I от V. К сетке C2 и аноду А прикладывается замедляющая разность потенциалов. Ускоренные в области I электроны испытывают соударения с атомами Hg в области II. Если энергия электронов после соударения достаточна для преодоления замедляющего потенциала в области III, то они попадут на анод. Следовательно, показания гальванометра Г зависят от потери электронами энергии при ударе.

    В опыте наблюдался монотонный рост I при увеличении ускоряющего потенциала вплоть до 4,9 в, т. е. электроны с энергией Е эв испытывали упругие соударения с атомами Hg и внутренняя энергия атомов не менялась. При значении V=4,9 в (и кратных ему значениях 9,8 в, 14,7 в) появлялись резкие спады тока (рис. 2). Это определённым образом указывало на то, что при этих значениях V соударения электронов с атомами носят неупругий характер, т. е. энергия электронов достаточна для возбуждения атомов Hg. При кратных 4,9 эв значениях энергии электроны могут испытывать неупругие столкновения несколько раз. Т. о. было доказано, что энергия атома изменяется не непрерывным образом, а скачкообразно и E = 4,9 эв –наименьшая порция энергии, которая может быть поглощена атомом Hg, находящимся в основном состоянии.

    А. Комптон, повторив (1922–23) Ф. – Г. о., обнаружил, что при V > 4,9 в пары Hg начинают испускать свет с частотой ν = ΔE/h, где ΔE = 4,9 эв(h –Планка постоянная). Т. о., возбужденные электронным ударом атомы Hg испускают фотон с энергией 4,9 эв и возвращаются в основное состояние.

    Лит.: Шпольский Э. В., Атомная физика, 6 изд., т. 1–2, М., 1974.

    А. В. Колпаков.

    Рис. 1. Схема опыта Франка — Герца. В сосуде Л находятся пары ртути при давлении 1 мм. рт. ст. К — накаливаемый катод, С1 и С2 — ускоряющая и замедляющая сетки, А — анод. Ток регистрируется гальванометром Г.

    Рис. 2. Зависимость силы тока от величины ускоряющего потенциала I(V) в опыте Франка — Герца.

  1. Источник: Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.



  2. Физическая энциклопедия

    ФРАНКА - ГЕРЦА ОПЫТ

    - опыт, показавший, что внутр. энергия атома не может изменяться непрерывно, а принимает определённые дискретные значения (квантуется). Впервые поставлен в 1913 нем. физиками Дж. Франком (J. Franck) и Г. Герцем (G. Hertz). Сыграл важную роль в эксперим. подтверждении теории атома Бора (см. Атомная физика).

    В опыте исследовалась зависимость силы тока I от ускоряющего потенциала V между катодом К (рис. 1) и сеткой C1; между сеткой С 2 и анодом А приложен замедляющий потенциал. Электроны, ускоренные в области I, испытывают в области II соударения с атомами паров ртути, заполняющими трубку Л. На анод А попадают только те электроны, энергия к-рых после соударения с атомом достаточна для преодоления замедляющего потенциала в области III. При увеличении ускоряющего потенциала от 0 до 4,9 В гальванометр показал монотонный рост I; т. <о., в этой области V соударения электронов с атомами носят упругий характер, внутр. энергия атомов не меняется. При значении V>=4,9 B (и кратных ему значениях V>=9,8; 14,7 B,...)на кривой I(V )появляются спады (рис. 2): соударения электронов с атомами становятся неупругими- внутр. энергия атомов растёт за счёт энергии электронов.

    5075-75.jpg

    Рис. 1. Схема опыта Франка-Герца.

    Таким образом, Ф.- Г. о. показал, что спектр поглощаемой атомом энергии не непрерывен, а дискретен, мин. порция энергии (квант энергии), к-рую может поглотить атом Hg, равна 4,9 эВ. Значение длины волны l=253,7 нм свечения паров Hg, возникавшее при V>=4,9 B, оказалось в соответствии со вторым постулатом Бора

    5075-77.jpg

    где 5075-78.jpg -энергии основного и возбуждённого уровней энергии; в Ф.- Г. о. 5075-79.jpg

    5075-76.jpg

    Рис. 2. Зависимость I(V), полученная в опыте Франка-Герца.

    А. В. Колпаков.

  3. Источник: Физическая энциклопедия



  4. Естествознание. Энциклопедический словарь

    опыт, доказывающий, что внутр. энергия атома может принимать лишь дискретные значения. Впервые поставлен в 1913 Дж. Франком и Г. Герцем.

  5. Источник: Естествознание. Энциклопедический словарь