弗兰克赫兹实验是由德国物理学家弗兰克和赫兹于1914年发现的一种在气体放电过程中电子的跃迁行为,为现代原子物理学的奠基实验之一。
通过在真空中引入气体,加上强电场的作用,可以让原子中的电子跃迁,发生辐射现象。弗兰克赫兹实验的结果意味着原子结构是离散的,电子只能在某些能量状态下存在,且状态之间的跃迁是突变的。这一发现极大地推动了原子物理学和量子力学的研究,对人们对于物质本质的认识产生了深远的影响。
经典的弗兰克赫兹实验是在一个真空管内进行。首先,用真空泵将气体原子与分子排出,保证管内是真空状态。然后,在管的一端加入高电压,使得电场分布在整个管内。在电场的作用下,高速电子在碰撞”的作用下,高速电子与气体原子或分子碰撞,导致原子或分子所含电子的能量状态发生变化,从而辐射出特定的光谱线。
弗兰克赫兹实验被认为是现代物理学中最重要的实验之一,对于我们对物质本质的认识起到了重要的作用。