1

ФРАНК-ХЕРЦОВ ОГЛЕД

Појава Борове теорије подстакла је велики број научника да експериментима

проверају њену тачност, као и тачност основних поставки квантне физике. Тако су

Франк и Херц (1913.) успели да експериментално потврде постојање кванта енергије.

Њихов експеримент се сматра коначном потврдом да кванти заиста постоје у

стварности.

Шема огледа:

У стакленој цеви, која је напуњена разређеном живином паром под малим притиском,

налазе се три електроде (катода К, решетка Р и анода А). Усијана катода емитује

електроне, који се убрзавају у електричном пољу између аноде и решетке. Растојање

између решетке и аноде је веома мало, мање од слободног пута електрона, па у том

простору не долази до судара електрона са атомима живе.

Решетка је мало позитивнија у односу на аноду (потенцијална разлика износи +0,5V).

Решетка је предвиђена да задржава електроне, који су скоро сасвим изгубили своју

енергију приликом нееластичних судара.

КА

Р

VG

2

Повећавањем напона између решетке и катоде електрони ће добијати све већу

брзину, па јачина електричне струје (коју показује галванометар) расте. Ово се догађа

док се напон повећава од 0 до 4,9V. Али при напону од 4,9V јачина струје нагло

опадне, да би поново расла до напона од 9,8V, када опет настаје нагли пад и поновни

пораст до 14,7V. Крива се састоји од низа оштрих максимума који су међусобно

удаљени за 4,9V.

Све док енергија електрона не достигне 4,9V електрони се еластично сударају са

атомима живе. Пошто електрони не преносе своју енергију на атоме живе, имају

довољно енергије да прођу кроз решетку. Електрони долазе до аноде и јачина

електричне струје расте са увећањем напона. При напону од 4,9V судари постају

нееластични и при томе електрони предају сву своју енергију атомима живе, који при

томе прелази у друго стационарно стање са већом енергијом. Ови електрони не стижу

до аноде, јер их задржава решетка (наелектрисана до +0,5V у односу на аноду) и

јачина струје нагло пада. До аноде долазе само електрони који се нису нееластично

сударили.

Ако енергија електрона знатно прелази 4,9V, тада електрони, иако изгубе део своје

енергије, при нееластичним сударима, задражавају довољно енергије да стигну до

аноде и струја поново почиње да расте.

3

На основу овога можемо да закључимо да енергија 4,9еV има неко посебно значење

за живине атоме. Они не могу да преузимају мању енергију, ни неке произвољне

вредности енергије, већ само целобројни умножак вредности 4,9еV. На тај начин

атоми живе прелазе у побуђено стање. Што је сагласно са Боровом теоријом о

стационарним орбитама електрона и Планковом теоријом о кванту енергије.

Вредности напона при којима се дешавају исти ефекти за неке друге материјале:

- калијум - 1,63V

- натријум - 2,12V

- хелијум - 21V