현대물리실험_A+레포트_프랑크 헤르츠 실험 결과

목차

1. 실험 목적
2. 이론
3. 실험 결과
4. 결과 및 토의
5. 결론

본문내용

1. 실험 목적
– 네온 원자에 전자를 충돌시켜 네온 원자의 전자들이 양자화 되어있음을 확인한다.
– 양자된 전자들이 에너지 준위를 가지고 있음을 확인한다.

2. 이론
프랑크-헤르츠의 실험장치 회로도
프랑크와 헤르츠에 의하여 원자가 전자와 충돌할 때 특정한 양의 에너지만을 주고 받는 다는 사실이 발견되었다. 이 특정한 에너지는 바로 그 원자가 가지고 있는 스펙트럼의 관측으로부터 얻어진 전자의 에너지 준위의 차이에 해당하는 것이 되어, 물질의 양자화에 대한 보다 직접적이고 확고한 증거가 되었다.
원자의 에너지 준위가 불연속적이라는 증거 즉, 에너지가 양자화 되어 있다는 증거는 프랑크와 헤르츠가 압력이 낮은 상태의 기체 원자와 전자를 충돌시키는 실험으로 제시되었다. 여기서 사용된 기체 원자는 높은 온도로 가열된 네온 증기이다. 극판의 원자로부터 분리된 전자는 가속되어 어떤 에너지 값도 가질 수 있다.
필라멘트를 가열하면 튜브 안의 캐소드에서 열전자가 방출되는데 방출된 열전자들은 G2에 의한 전압을 받아 플레이트를 향해 운동하기 시작한다. 이 과정에서 튜브 속 기체 원자들과 충돌을 하게 되는데, 전자의 질량에 비해 원자의 질량이 매우 큰 편이므로 전자들은 탄성 충돌을 하게 되고 운동에너지의 손실이 거의 없이 플레이트에 도달한다. 따라서 가속 전압을 점점 증가시키면 더 많은 전자가 플레이트에 도착하여 전류값도 차차 증가 할 것이다.

출처 : 해피캠퍼스