📌 Podsetnik

Povezanost sa Borovim modelom

• Borov model (1913) uvodi stacionarna energetska stanja u atomu.
• Elektron pri prelasku na viši nivo mora apsorbovati striktno određenu energiju, a pri povratku na niži nivo emituje istu takvu energiju u obliku fotona.
• Borova teorija zahtevala je nezavisnu eksperimentalnu potvrdu, jer je do tada bila oslonjena isključivo na linijske spektre.

Cilj i postavka eksperimenta (1914)

• Frank i Hertz ispituju elastične i neelastične sudare elektrona i atoma kako bi objasnili fluorescenciju.
• Aparatura: vakuumska cev sa katodom, anodom i rešetkom.
  • Rešetka ima veći potencijal od katode i nešto veći od anode.
  • Spoljašnje kolo obuhvata prekidač, bateriju V1 i potenciometar.
  • Baterija V2 obezbeđuje stalnu razliku potencijala između rešetke i anode.
• Grejanje katode stvara oblak elektrona (termoelektronska emisija).

Ponašanje elektrona u praznoj cevi

• Elektroni se ubrzavaju ka rešetki i stiču energiju proporcionalnu naponu.
• Električna struja raste kontinuirano sve do struje zasićenja — očekivano, po omovom zakonu.
• Ovo je standardno ponašanje vakuumske cevi bez molekula.

Eksperiment sa živinom parom

• Kada se doda živina para, struja više nije linearna funkcija napona.
• Sa porastom napona javljaju se nagli padovi električne struje, i to u pravilnim razmacima.
• Razmak između padova iznosi 4,9 V.
• U trenucima pada struje javlja se ultraljubičasto zračenje talasne dužine 254 nm.

Tumačenje i značaj rezultata

• Elektroni, ubrzani do energije 4,9 eV, sudaraju se sa atomima žive i predaju im tačno tu energiju.
• To je energija prvog pobuđenog stanja atoma žive.
• Kada pobuđeni elektron u atomu žive padne na niži nivo, emituje foton energije 4,9 eV, što odgovara talasnoj dužini 254 nm.
• Dok energija elektrona ne dostigne 4,9 eV, sudari su elastični — nema prenosa energije.
• Eksperiment je dao ključnu nezavisnu potvrdu Borovog modela atoma.

Za detaljno objašnjenje uz animacije pogledajte video.