弗兰克-赫兹实验

　　弗兰克-赫兹实验（汉语拼音：Fu lan ke he zi shi yan；英语：Franck-Hertz experiment），利用电子与原子碰撞的方法直接证实原子内部存在定态的实验。1914年J.弗兰克和G.L.赫兹设计制作了特殊的放电管（见气体放电），管中封有低压汞蒸气和作为阴极的灯丝及阳极 ，靠近阳极处还有栅极。栅极和阳极间加0.5伏特（V）的反向电压 ，在阴极和栅极间加可连续改变的电压，测量阳极电流。实验结果为随着所加电压逐渐增加，阳极电流出现周期性的极大值，相邻极大值间的电压差为4.9V。

　　这一实验结果的合理解释是汞原子内部存在比汞原子基态高4.9电子伏特（eV）的激发态。当所加的电压不足4.9V时，从灯丝出来的电子加速获得的动能不足4.9eV，电子与汞原子发生弹性碰撞，能量不会转移给原子内部。随着阳极电压升高，电子速度增大。当所加的电压达到并超过4.9V不多时，电子与汞原子发生非弹性碰撞 ，将4.9eV的能量转移给汞原子使之跃迁到激发态 ，电子所剩的能量不大，不足以越过栅极和阳极之间的反向电压，因而不能到达阳极，从而阳极电流陡降 。电流曲线中的第二个峰值之后的下降是电子加速达到4.9eV ，与汞原子非弹性碰撞将能量交给汞原子后，重新加速 ，第二次与汞原子非弹性碰撞，将能量交给汞原子，所剩能量又不大 ，又不足以越过栅极和阳极之间的反向电压所致，余类推。弗兰克 -赫兹实验证实了原子内部存在能量确定的定态；弗兰克 -赫兹后来改进的放电管，用分光仪器观察到2537埃的光谱线 ，它正是汞原子由第一激发态跃迁回到基态所发出的谱线，这就更加确凿无疑地证实了这一点。弗兰克-赫兹实验肯定了玻尔理论的成功，在历史上起了积极的作用。