2b: Esperimento di Franck e Hertz
La d.d.p. (fissa) tra G1 e K serve a
“estrarre” il maggior numero di
elettroni dalla zona attorno K (non da
dentro K!)
K G1 Vap. di Hg G2 A
fornetto
(Vuoto)
A
La d.d.p. tra G2 e G1 (variabile)
serve ad accelerare gli elettroni
180 °C
V>0
V>>0
V<0
V
La d.d.p. tra A e G2 (fissa) serve a
rallentare (un po’) gli elettroni
In questo esperimento non vogliamo
il vuoto, ma una certa pressione di
vapori di Mercurio
mettiamo una goccia di Hg
nell’ampolla
Ep= eV
e la riscaldiamo, con un fornetto,
K G1
G2 A
e il Mercurio evapora!
Cosa faranno gli elettroni al crescere della pressione?
Gli elettroni urteranno gli atomi di Hg.
Con che esito?
Si tenga conto che me  2.7x10-6mHg
Se gli atomi di Hg si comportassero come sfere dure, si
avrebbe un urto elastico = l’energia cinetica, Ek , si
conserverebbe (potrebbe cambiare la direzione della velocità,
ma non il suo modulo)
Hg
vi
vf
vi = vf
Però, potrebbe esistere un meccanismo interno all’atomo che si
innesca solo ad una certa energia E1. Allora, per EK = E1 l’atomo
assorbirebbe l’energia E1 , che verrebbe persa dall’elettrone, che
si fermerebbe!
EK= E1
Hg
Hg
V>0
V>>0
V<0
V
Ep= eV
E1
E1
Ek= 1/2mv2
E1
K G1
G2 A
Grafico I-V
I
Nessun
assorbimento
VGG
Assorbimento
a “soglia”
I
E1= eV1
Assorbimento
a “finestra”
VGG
DV
I
V1
DV
E1= eDV
VKG1 V0
DV
V1
V2
VGG
Spiegazione secondo l’ipotesi di Bohr
del modello planetario di Rutherford
Ea
Eb
Un elettrone che “ruota” attorno al
nucleo non può occupare “orbite” di
raggio (energia) qualunque, ma solo
orbite di raggio definito.
Quindi per passare da un’orbita a quella
di energia superiore, l’elelttrone deve
assorbire una ben determinata quantità
(quanto) di energia:
Eb –Ea = E1 = eDV1
Cosa succede nell’atomo dopo l’assorbimento di energia
(eccitazione)?
L’atomo dopo l’assorbimento di energia si diseccita,
riemettendo l’energia sotto forma di fotoni (luce).