Теоретическая часть. Франк и Герц (1914г.) в своем опыте на примере паров ртути, заполняющих газоразрядную трубку, доказали существование дискретных уровней энергии атомов.

Франк и Герц (1914г.) в своем опыте на примере паров ртути, заполняющих газоразрядную трубку, доказали существование дискретных уровней энергии атомов.

Электроны, встречающие на своем пути атомы ртути, могут испытывать с ними соударения двойного рода. Первый тип соударений - упругие столкновения, в результате которых энергия не изменяется, а лишь происходит изменения направлений скоростей электронов. Второй тип соударений – неупругие столкновения. Это связано с потерей электроном энергии и передачей этой энергии атомам ртути.

В соответствии с постулатами Бора каждый из атомов ртути не может принять энергию в любом количестве. Атом может воспринять лишь определенную порцию энергии и перейти при этом в одно из возбужденных энергетических состояний. Ближайшим к нормальному состоянию атома ртути является возбуждение состояния, отстоящее от основного по шкале энергий на 4,86 ЭВ (~ 4,9 ЭВ).

До тех пор, пока электроны ускоряемые полем (между К-С) не приобретут энергию еφ₁ = 4,86 ЭВ, они испытывают лишь упругие столкновения и анодный ток возрастает. Как только кинетическая энергия электронов достигает 4,86 ЭВ, начинает происходить неупругие столкновения. Электрон с таким значением энергии полностью отдает ее атому ртути, возбуждая переход одного из электронов атома ртути из нормального энергетического состояния на возбужденный энергетический уровень.

На рис. 1. приведена характерная кривая зависимости анодного тока (Iа) от разности потенциалов между катодом и сеткой (К-С) в опыте Франка и Герца.

Рис. 1.