Franck-Hertz-Versuch
Mit Hilfe des Franck-Hertz-Versuches konnte 1913 zum ersten Mal durch ein quantenphysikalisches Experiment nachgewiesen werden, dass die Energieabgabe von Atomen nur in festen Portionen (Quanten) erfolgen kann. Damit konnte das Bohrsche Atommodell bestätigt werden.
Versuchsanordnung
Der Versuchsaufbau stammt von den Physikern James Franck und Gustav Hertz.
Er wird meist mit einer Elektronenstoßröhre durchgeführt und beweist, dass Elektronen nur diskrete Energiemengen als Quanten an Atome abgeben können.
Für den Versuch wird zwischen Kathode und Gitter eine Spannung von typischerweise 10-200 Volt angelegt. Dadurch werden die durch das Glühen aus der Kathode ausgelösten Elektronen zum Gitter hin beschleunigt. Haben die Elektronen eine bestimmte kinetische Energie und treffen auf ein Atom, so geben diese die aufgenommene Energie sogleich in Form von Lichtquanten ab (es erscheinen Leuchtschichten). Zunächst nur eine, steigert man jedoch die Spannung, so erscheinen weitere Ringe. Dies lässt sich dadurch erklären, dass die Elektronen im Beschleunigungsfeld "wieder" Energie gewinnen und diese erneut in Quanten umsetzen (können). Das Leuchten ist durch die Gasfüllung der Röhre bedingt. (Bei Neon leuchtet es orange-rötlich, Quecksilber dagegen gibt UV-Strahlung ab). Misst man die Gegenspannung, die nötig ist, damit kein Strom mehr zwischen Gitter und Anode fließt (dies sind die Elektronen, die "zu schnell" waren, um vom Gitter eingefangen zu werden), so kann man eine Aussage über deren Energie machen.