【弗兰克 mdash 赫兹实验】弗兰克—赫兹实验是物理学中一个重要的实验，用于验证原子能级的存在。该实验由德国物理学家詹姆斯·弗兰克（James Franck）和古斯塔夫·赫兹（Gustav Hertz）于1914年完成，他们通过实验观察到电子与原子碰撞时能量的不连续变化，从而证明了原子能级的量子化特性。这一发现为玻尔模型的建立提供了关键证据，并为后来的量子力学发展奠定了基础。
实验原理简述：
在弗兰克—赫兹实验中，高速运动的电子被加速后与气体原子（如汞原子）发生碰撞。当电子的能量不足以激发原子跃迁时，它们会以弹性方式碰撞；而当电子能量刚好等于原子的某个激发能级时，电子会将部分能量传递给原子，导致原子从低能级跃迁到高能级。此时，电子的能量会减少，从而在实验中表现为电流的下降。
实验装置与步骤：
| 项目 | 内容 |
| 实验仪器 | 弗兰克-赫兹管、电源、电压调节器、电流表、示波器等 |
| 实验气体 | 汞蒸气（或其他惰性气体） |
| 电子来源 | 热阴极发射的电子束 |
| 加速电压 | 通过调节电压控制电子的动能 |
| 检测方式 | 测量阳极电流随加速电压的变化 |
实验结果与结论：
| 现象 | 描述 |
| 电流曲线 | 随着加速电压的增加，阳极电流逐渐上升，但在某些特定电压值时出现明显下降 |
| 能量跳跃 | 电流下降点对应电子与原子碰撞并激发原子的能级差 |
| 量子化 | 实验结果表明原子的能量是分立的，支持了玻尔的原子模型 |
实验意义与影响：
- 验证能级存在：首次直接观测到原子能级的离散性。
- 支持量子理论：为玻尔模型提供实验证据，推动了量子力学的发展。
- 实验方法创新：开创了利用电子与原子碰撞研究原子结构的方法。
总结：
弗兰克—赫兹实验通过测量电子与原子碰撞时的电流变化，揭示了原子内部能量的量子化特性。这一实验不仅验证了玻尔的原子模型，也为后续的量子力学研究提供了坚实的实验基础。其原理简单但意义深远，至今仍是物理教学中的经典实验之一。
