Franck-Hertz实验根据光谱分析等建立起来的玻尔原子结构模型指出原子的核外电子只能量子化的长存于各稳定能态En(n＝1，2，…，)，它只能选择性地吸收外界给予的量子化的能量差值(En-Ek)，从而处于被激发的状态；或电子从激发态选择性地释放量子化的能量En-Ek=hγnk，回到能量较低的状态，同时放出频率为hγnk的光子。其中h为普朗克常数。1914年，德国科学家夫兰克（J.Franck）和赫兹（G.Hertz）用慢电子与稀薄气体原子碰撞的方法，使原子从低能级激发到高能级。并通过对电子与原子碰撞时能量交换的研究，直接证明了原子内部能量的量子化。夫兰克和赫兹的这项工作获得了1925年度的Nobel物理学奖金。夫兰克——赫兹实验仪重复了上述电子轰击原子的实验，通过具有一定能量的电子与原子相碰撞进行能量交换，使原子从低能级跃迁到高能级，直接观测到原子内部能量发生跃变时，吸收或发射的能量为某一定值，从而证明了原子能级的存在及波尔理论的正确性。一、实验要求1．通过测氩原子第一激发电位，了解Franck和Hertz在研究原子内部能量量子化方面所采用的实验方法。2．了解电子和原子碰撞和能量交换过程的微观图像。二、实验仪器FH—1AFranck-Hertz实验仪、示波器等。三、工作原理充氩四极Franck-Hertz实验原理图如图2.1所示图2.1Franck-Hertz实验原理图电子与原子的碰撞过程可以用一下方程描述：（2.1）式中：me——原子质量；M——电子质量；v——电子碰撞前的速度；v’——电子碰撞后的速度；V——原子碰撞前的速度；V’——原子碰撞后的速度；ΔE——原子碰撞后内能的变化量。按照波尔原子能级理论，ΔE=0弹性碰撞；(2.2)ΔE=E1-E0非弹性碰撞；式中：E0——原子基态能量；E1——原子第一激发态能量。电子碰撞前的动能
