프랑크-헤르츠 실험

프랑크-헤르츠 실험

다른 표기 언어 Franck-Hertz experiment

요약 1914년에 독일 태생의 물리학자인 J. 프랑크와 G. 헤르츠가 원자 내에 불연속적인 에너지 준위가 존재한다는 사실을 최초로 검증한 실험(→ 프랑크, 헤르츠).

프랑크-헤르츠 실험(Franck-Hertz experiment)
프랑크-헤르츠 실험(Franck-Hertz experiment)

이 두 사람은 전자관 내에 있는 기체에 저에너지의 전자를 통과시켰는데, 통과시킨 어떤 임계 에너지에서 전자의 흐름은 거의 영향을 받지 않다가 전자의 에너지를 서서히 증가시키면 정지에 가까운 상태가 된다. 기체 원자는 전자의 에너지가 특정한 임계 에너지에 도달한 경우에만 에너지를 흡수하는데 이는 기체 원자의 내부에서 전자가 불연속적인 고에너지 준위로 갑작스럽게 전이된다는 것을 암시하는 것이다.

충돌전자가 이와 같은 불연속 에너지의 양보다 적으면 전이가 불가능하여 전자의 흐름으로부터 에너지를 흡수하지 않게 된다.

충돌전자들이 정확하게 이 에너지를 갖게 되면 원자 내에 존재하는 전자와 충돌하는 순간 갑자기 모든 에너지를 잃어버리게 되며 충돌된 전자는 높은 에너지 준위로 이동하여 에너지를 저장한다.