弗兰克-赫兹实验是一个基础量子物理实验,证实了原子能级的量化。该实验支持原子的玻尔模型。用于实验的仪器由一个装有低压气体的管子组成,管子上装有四个电极。
弗兰克-赫兹仪器用于验证量子态的存在。该仪器不仅可以通过逐点测量绘制振幅谱曲线,还可以直接在示波器屏幕上显示振幅谱曲线。
四个电极是:间接加热的氧化物涂层阴极(作为电子源)、两个栅极G和G以及用作1 2电子收集器的板A。在该实验中,电子束由灯丝的热电子发射产生。电子被加速,穿过蒸汽,然后在阳极收集之前延缓(减速)几伏。所有这些都发生在充满氩气的管子中。
当电子与氩原子发生非弹性碰撞时,原子损失的动能导致外轨道电子之一被推到下一个更高的能级。这个激发电子在很短的时间内回到基态,以光子的形式发射能量。原始轰击电子再次加速向栅极阳极飞去,这种激发能量是可以测量的。
可做实验: 使用弗兰克-赫兹法测量氩的激发电位
在这个模型中,我们可以使用弗兰克-赫兹方法研究氖/汞的激发电位。当被激发时,氖会发出可见光,这是因为能量从中间能级下降到基态,基态位于光谱的红黄色区域。我们可以观察到控制栅极和加速器栅极之间的平行光带。与氩管一样,氖管也可以在室温下运行。