夫兰克-赫兹实验 Franck-Hertz experiment

证明原子内部能量量子化的实验。

1914年J.夫兰克和G.L.上赫兹用低速电子碰撞原子的方法证实了原子分立能态的存在。

抽出玻璃容器内的空气并注入少量汞，维持适当温度，使容器内形成一定气压的汞蒸气。

由阴极K发出的电子，在K与栅极G之间的电场作用下加速，获得不太大速度的电子与KG间汞原子碰撞。再在栅极G与阳极之间加0.5伏的反电压。

电子的能量未达到某一临界数值时，与汞原子产生弹性碰撞，不损失能量，到达栅极后还能克服反电压作用到达阳极A；电子能量达到临界数值时，就足以影响汞原子的内部能量，电子与汞原子产生非弹性碰撞，将能量传递给汞原子而降低速度，到达栅极后不足以克服反电压的作用，不能再到达阳极（图1）。

所以，加速电压由零开始上升时，回路电流开始上升；加速电压达到4.9伏时电流下降；加速电压继续上升时，回路电流再一次上升，到9.0伏时电流又下降，等等。

阳极电流的变化情况如图2所示。

电子与汞原子产生非弹性碰撞，电子能量的损失正好等于激发能时，在经历一次碰撞以后，可观察到汞原子从受激态跃迁到基态的发射谱线。

夫兰克-赫兹实验不仅证实了N.玻尔提出的原子存在分立能态的假设，而且改进后的实验装置可直接用来测定两能态间的能量差。历史上对原子理论的建立有重要意义。

摘自：《中国大百科全书（第2版）》第7册，中国大百科全书出版社，2009年