8/3/2019 Experimentul Franck Hertz

1/3

Experimentul Franck-Hertz

Poi de asemenea s creti energia atomilor prin bombardarea lor cu particule de

mare energie. Electronii accelerai printr-o diferen de potenial electricde civa voliva excita atomii atunci cnd acetia se ciocnesc cu ei. Aa cum fac fotonii, electroniiciocnii pierd energie n cantiti mici.Aceast energie absorbit este cantitatea exactnecesar pentru a tranzita ntre dou nivele, pentru c un atom nu poate exista cu oenergie de mijloc. Exist o diferen important n moduln care fotonii i electronii dauenergie atomilor. Pentru fotonii este totul sau nimic. Ei fie si pierd toat energia idispar, sau nu pierd nimic i merg mai departe. Un foton este absorbit numai atuncicnd energia lui este de acelai ordin de mrime cu energia de tranziie. n schimb

electronii liberi pot s piard numai o parte din energia lor unui atom i pstreaz restul. Pot pierde o cantitate egal cu energa de tranziiei care este indus ntr-un atom i scontinuie cu restul de energie care a rmas. Electronii liberi cu o energie peste minimul

necesat pentru a induce o tranziie, va induce n continuare altetranziii.

La un an dup publicarea modelului Bohr, J. Franck i G. Hertz au bombardatatomi de mercur cu electronii, pentru a expune n mod d irect existena unor niveluriminime de energie atomic. Au accelerat electroni prin vapori de mercur i au artat celectronii dau energie n cantiti minime atomilor de mercur. n figura 1 se poate vedeacum s-a realizat. Electronii s-au accelerat de la filament la electrodul de accelerare.

Electrodul de accelerare a fost o sit, aa c electronii accelerai au trecut prin el. Apoiau fost ncetinii de potenialul de frnare Vfr=2-3 V ntre electrodul de accelerare ielectrodul colector.

Tensiunea de accelerare Vacca fost crescut de la 0 la aproximativ 6V, numrulelectronilor care ajung la electrodul colector, msurat de osciloscop, crete, dar n locs creasc constant ca i Vacc, numrul a sczut la un minim la Vacc8V. Dup cum se

vede n figura 2, numrul de electronii care ajung la electrodul colector variaz n modregulat n timp ce tensiunea de accelerare a crescut spre 40V. Osciloscopul a sczut laun minim de fiecare dat cnd tensiunea de accelerare s-a schimbat cu 4,9V.

8/3/2019 Experimentul Franck Hertz

2/3

Figura 1. Schema unei versiuni a experimentului Franck-Hertz. Sunt prezentateordinea tensiunilor aplicate cu valorile propri.

Figura 2. Datele valorilor proprin funcie de tensiunea de accelerare ntr-unexperiment Franck-Hertz cu vapori de mercur.

8/3/2019 Experimentul Franck Hertz

3/3

Fluctuaiile regulate n osciloscop sunt exacte, ceea ce ne ateptm s se ntnplen cazul n care electronii liber cedeaz energia lor atomilor de mercur n cuante de4,9eV. Un electron accelerat cu 6V va avea o energie cinetic de 6eV. De exemplu, vafi suficient s treac printr-un potenial de frnare de 3V i s ajung la electrodulcolector.

Bibliografie

Charles H.Holbrow,James N.Lloyd,Joseph C. Amato,Enrique Galvez,M.ElizabethParks-Modern Introductory Physics. Ed. Springer, 2010