ому зіткненні з атомом змінюється незначно, відбувається тільки зміна напрямку швидкості (тут доречне порівняння, як горох об стінку).
Якщо можливі непружні зіткнення з атомом, то кінетична енергія електрона після зіткнення виявиться менше на величину енергії, переданої атому
У перших дослідах Дж. Франка і Г. Герца електрони, іспущенние підігрітим катодом К, прискорюються електричним полем, створюваним між катодом і сіткою З різницею потенціалів Uуск. Між сіткою і анодом поле гальмуючий (Uзад ~ 0.5 В). Скляна колба з електродами наповнена парами ртуті. При малих напругах (Uуск lt; 4.9 В для ртуті) співудару електронів з атомами пружні, тому вольтамперная характеристика така ж, як для вакуумного діода. Пружні зіткнення, як було сказано, практично не змінюють енергетичний спектр електронів, гальмує полі їм не перешкода. Але поблизу Uуск ~ 4.9 В струм різко зменшується. Значить при T ~ 4.9 еВ відбуваються непружні зіткнення з атомами, і електрони, які віддали атому енергію, не можуть подолати затримує проміжок С - А. Таким чином було встановлено, що мінімальна енергія, необхідна для збудження атомів ртуті, становить 4.9 еВ. Ця енергія, поділена на заряд електрона, називається потенціалом збудження. Падіння струму при напругах, кратних 4.9 В, означає, що електрони, що втратили енергію в першому неупругом співударі, знову набирають 4.9 еВ по шляху до анода і відбувається друге (третє) непружних зіткнень.
Трохи раніше, ніж проводилися ці експерименти, Н.Бор висунув гіпотезу про стаціонарних станах атомів і випромінюванні (поглинанні) квантів при переході між ними. Гіпотеза Н.Бора пояснювала лінійчатий характер спектра атомів. Результати дослідів Дж.Франка і Г.Герца стали потужною підтримкою квантових постулатів Н.Бора: показано існування у ізольованих атомів дискретних рівнів енергії. (Пізніше Франк зізнався, що вони не оцінили по достоїнству фундаментальне значення теорії Бора, настільки, що навіть не згадали про неї у своїй статті .)
Додатковим свідченням того, що передана електроном енергія пішла на порушення атома, з'явився спектральний аналіз випромінювання, що виникає при збудженні. Атом у збудженому стані живе недовго. При поверненні в основний стан передана енергія? T=4.9 еВ повинна випромінюючи у вигляді кванта h? з тією ж енергією. Довжина хвилі ? =Hc /? T=253 нм. І така лінія дійсно була знайдена Дж. Франком і Г. Герцем! Якщо тиск парів в приладі знизити (спочатку було ~ 1 мм рт. Ст.) До такого значення, що довжина вільного пробігу електрона буде більше або порівнянна з відстанню катод - анод, стане можливим збудження атомів в більш високі енергетичні стани і навіть іонізація атомів ( не зустрівши жодного атома електрони зможуть прискориться до енергій, що перевищує першу поріг збудження). Проводячи аналіз спектра непружно розсіяних електронів, Дж. Франк і Г. Герц знайшли рівні енергії та енергії іонізації великої кількості елементів. Для прикладу деякі цифри наведені в таблиці.
Характеристики атомів деяких елементів I групи.
натрій Naцезій Csмедь Cuкалій Kртуть Hgводород Hенергія збудження 1-го рівня, еВ2.11.393.81.64.910.2енергія іонізації, еВ5.13.97.74.310.413.6
У 1925 р Дж. Франку і Г. Герцу присуджена нобелівська премія:
Список використаної літератури
1. Поносов С.В. Курс лекцій. Вакуумна і плазмова електроніка.
. Щука А.А. Електроніка. Учеб. посіб. для вузів.- СП б: БХВ-Питер, 2005
. Жеребцов І.П. Основи електроніки. Енергоатоміздат 1 989
