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.