13 การทดลองของแฟรงค์และเฮริต์

 

                การทดลองของแฟรงค์และเฮริต์  จะเป็นการทดลองที่สนับสนุนแนวคิดอะตอมของบอร์ที่ว่าระดับพลังงานในอะตอม  แต่ละวงมีค่าไม่เท่ากัน

            การทดลองของแฟรงค์และเฮริต์ คือยิงอิเล็กตรอนที่มีค่าพลังงานจลน์ต่างๆกันไปที่อะตอมปรอท  แล้วดูพลังงานที่อะตอมปรอทปลดปล่อยออกมา

            การทำให้อิเล็กตรอนมีพลังงานจลน์ที่มีค่าต่างๆกัน     ทำได้โดยการปรับค่า
ความต่างศักย์  แล้วใช้ความสัมพันธ์พลังงานศักย์ไฟฟ้าเท่ากับพลังงานจลน์  โดยจะได้ว่า

            ความต่างศักย์  1  โวลต์ จะทำให้อิเล็กตรอนมีพลังงานจลน์  1  eV

            ในทำนองเดียวกันอาจกล่าวได้ว่า  อิเล็กตรอนที่มีพลังงาน  1  eV  ต้องมาจากความต่างศักย์  1  โวลต์

            ผลการทดลองพบว่า  อะตอมปรอทจะรับพลังงาน เป็นบางค่า  คือ 4.9  6.7  และ 10.4 eV  ซึ่งเป็นผลต่างของพลังงานของระดับ  ขณะอะตอมรับพลังงาน  จะเป็นการชนแบบไม่ยืดหยุ่น  กระแสในวงจรจะเริ่มลดลง  พลังงานค่าอื่นๆอะตอมปรอทจะไม่รับหรือถ้ารับก็จะรับเฉพาะที่มีค่าเท่ากับผลต่างของพลังงาน 2  ระดับ

            พลังงานที่อะตอมรับ  เป็นการเปลี่ยนวงโคจรของอิเล็กตรอนจากสถานะพื้น  ไปสู่สถานะถูกกระตุ้น  พลังงาน  4.9  eV  เป็นพลังงานที่เป็นผลต่างของพลังงานระดับ 1  กับ ระดับ 2

            พลังงานที่อะตอมรับ  เป็นการเปลี่ยนวงโคจรของอิเล็กตรอนจากสถานะพื้น  ไปสู่สถานะถูกกระตุ้น  พลังงาน  6.7  eV  เป็นพลังงานที่เป็นผลต่างของพลังงานระดับ 1  กับ ระดับ 3

            พลังงานที่อะตอมรับ  เป็นการเปลี่ยนวงโคจรของอิเล็กตรอนจากสถานะพื้น  ไปสู่สถานะถูกกระตุ้น  พลังงาน  10.4  eV  เป็นพลังงานที่เป็นผลต่างของพลังงานระดับ 1  กับ ระดับ 4

            จากการที่อะตอมรับพลังงานเป็นบางค่า นี้  แฟรงค์และเฮริต์ จึงสรุปว่า  พลังงานในอะตอมไม่ต่อเนื่อง  แต่มีระดับพลังงานเป็นชั้นๆ

            การคำนวณเรื่องนี้ใช้สูตร    E   =   E1  –  E f