化学辞典 第2版 「フランク-ヘルツの実験」の解説
フランク-ヘルツの実験
フランクヘルツノジッケン
Franck-Hertz's experiment
原子のエネルギーが連続的でなく飛び飛びの値をとり，したがってもっとも安定な基底状態からある特定のエネルギーだけ高いところに励起状態があることを示した実験．1914年，J. FranckとG. Hertzにより行われ，原子構造の解明に大きく寄与した．陰極F，網目状の制御格子G，陽極Pをもつガラス容器を準備し，Pを電位0に，Gを約＋0.5 V の一定電位に保ち，GF間に0～E V の間の可変電位差を与え，F点は－E ＋ 0.5 V とする．したがって，もし容器が真空ならばFからでた電子はGにおいてはE eV に加速され，GP間で0.5 eV だけ減速されて陽極に到達する．いま，この容器に水銀蒸気を約2.7 kPa 入れ，Eを0からかえていくと，最初はEの増加とともにPに到達する電子電流が増えていくが，E ＝ 4.9 V で急に減少し，その後，ふたたび徐々に増加して，E ＝ 9.8 V でふたたび激減し，以後4.9 V の間隔で周期的な様相を示す．これはHg原子に4.9 eV の励起準位があり，これに衝突する電子の運動エネルギーがこの値に達すると原子準位の励起に伴う非弾性散乱が起こり，電子は急にエネルギーを失ってPに到達できなくなり，以下Eの増加とともに周期的様相を示すと考えられる．この説明が正しければ，上記4.9 eV の準位エネルギー差に相当した光が放出されなければならないが，石英水銀灯からの光で水銀蒸気を照らすとき，それから出る蛍光のなかに253.65 nm の光があり，これに該当していることがわかる．
出典 森北出版「化学辞典（第2版）」化学辞典 第2版について 情報