[4-1현대물리]프랑크헤르츠실험

소개글

[4-1현대물리]프랑크헤르츠실험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험목적

2. 이론
<그림 1>

3. 실험 장치
<그림 2>

4. 실험 방법
[기타]
-실험 목적 및 특징
* 좀머펠트의 일반화 된 양자조건
* 원자 구조, 러더퍼드의 원자모형, 수소 원자 모형

본문내용

전자들은 전기력에 의해 가속되고 양극에 도달하여 전류가 흐를 것이다. Å
< 실 험 결 과 >
③이때, 가속전압에 의해 전자가 갖게되는 운동 에너지는 다음과 같다.(2)실험결과①가속전압을 점점 증가시켜주면 양극(플레이트)에 흐르는 전류가 증가 하다가 가속전압이 4.9V가 될 때 갑자기 전류가 감소하며 자외선이 방출한다.방출하는 자외선의 파장은 이다.③계속해서 가속전압을 증가 시키면, 특정한 전압(6.7V, 8.8V, 9.8V --)에서 전류가급격히 감소하는 현상이 일어난다.(3)실험결과의 해석①전자의 에너지가 4.9eV에 도달할때 마다, 전자는 수은원자와의 충돌로 인하여 그 에너지를 잃게 되어 수은 원자는 들뜬상태가 되고 플레이트(양극)전류가 급격하게 감소하게 됨을 알수 있음.
◆이 결과 수은 원자에 의 정수배인 불연속적인 에너지 준위가 존재한다는 사실을 밝혀냈다.②수은 증기를 전자에 충돌시켰을 때 방출되는 빛을 분광기로 조사하면,를 넘을때 파장이 Å인 자외선이 갑자기 나타나는 것을 볼 수 있다.◆이것은 수은 원자가 의 에너지를 흡수하여 들뜬 상태로 되었다가 바닥 상태로 될 때방출하는 광자의 파장과 같다.③전자의 속도가 임계속도보다 작을때는 원자와의 충돌은 완전히 탄성충돌적으로 일어
난다.(전자가 가지고 있는 에너지를 원자에 주지 못하고 원자와 충돌한 다음 운동 방향만을바꾸게 된다.)④전자의 속도가 임게속도에 이르면 (원자가 들뜬 상태에 이를수 있는 에너지를 가지게되면)전자와 원자의 충돌은 비탄성 충돌이되고(운동하는 전자의 에너지를 원자에 주게되어 에너지를 잃고 )속도가 줄어 든다.⑤전자의 속도가 임게속도 이상일 때 4.9(eV)의 정수배 만큼 에너지를 주고 남는에너지를 가지고 운동하여 양극에 도달한다.
◆즉, 원자는 처음부터 바로 에너지를 받아들이는 것이 아니고 어느 한계이상이 되어야만 에너지를 받아들여 들뜬 상태가되고 들뜬상태->바닥상태로 며 전자기파를방출할수 있다.여기서 원자가 받아들이는 에너지는 선택적이며 이는 원자의 에너지 준위가 불연속적으로 되어있음을 의미한다.
<프랑크 헤르츠의 실험>
이 실험의 결과는 원자의 에너지 레벨이 실제로 존재한다는 것에 대한 직접적인 증거가 되었으 며 이들 레벨들이 그전에 이미 알려져 있던 선 스펙트럼들에 의해 추정된 것들과 동일하다는 것 을 보여 주었다. 수은 증기속을 가속된 전자가 이동해 가면서 수은 원자들과 충돌을 하게되는데 이 전자가 어떤 특정한 에너지를 가지기 전에는 탄성충돌을 하여 에너지를 보존하는 반면에 어떤 특정한 에너지(eg. 4.9 eV)가 되면 비탄성충돌을 하여 에너지를 모두 잃어 버리는 현상이 관측되 었고 그 이유는, 수은 원자의 최소 excitation 에너지가 4.9 eV 이며 이 에너지에 도달한 전자와 충돌한 수은 원자는 전자로 부터 에너지를 얻어서 excited되기 때문이라는 게 밝혀졌다. 즉, 전자 의 특정한 에너지만을 취하는 것은 수은 원자의 에너지 분포가 연속적이지 않고 그 내부에 특정 한 값만을 갖는 불연속적인 에너지준위가 존재한다는 사실을 의미하는 것이다.

키워드

프랑크헤르츠,   현대물리,   물리