Experimento de FranckHertz El modelo de Bohr predice

Experimento de Franck-Hertz El modelo de Bohr predice que la energía total de un electrón en un átomo está cuantizada. La teoría de Planck de la radiación del cuerpo negro también había predicho que en el proceso de emisión y absorción de radiación los átomos se comportarían como si tuvieran estados de energía cuantizados. La confirmación de lo anterior provino de un experimento realizado en 1914 por Franck. Hertz. Fís. Edgar Raymundo López Téllez

Experimento de Franck-Hertz Los electrones son emitidos térmicamente a una energía baja desde el cátodo caliente C y son acelerados hacia el ánodo A por un potencial V. Algunos electrones pasan a través de la rejilla A y viajan hacia la placa P. Fís. Edgar Raymundo López Téllez

Experimento de Franck-Hertz Los átomos del gas por observar se encuentran dentro del tubo a una presión baja. El experimento consiste en medir la corriente de electrones que alcanzan P como una función del voltaje acelerador V. Fís. Edgar Raymundo López Téllez

Experimento de Franck-Hertz Para voltajes pequeños se observa que la corriente I aumenta al aumentar el voltaje V, pero cuando éste alcanza 4. 9 [V], la corriente cae bruscamente; esto se interpreta como una indicación de que al alcanzar los electrones una energía cinética de 4. 9 [e. V], bruscamente se inicia una interacción entre los electrones y los átomos de Hg. Fís. Edgar Raymundo López Téllez

Experimento de Franck-Hertz Una fracción significativa de los electrones de esta energía excitan a los átomos de Hg y al hacerlo pierden completamente energía cinética. La caída en la curva indica que los electrones de energía menor a 4. 9 [e. V] son incapaces de transferir su energía a un átomo de Hg. Esta interpretación es consistente con la existencia de estados de energía discretos para el átomo de Hg. Fís. Edgar Raymundo López Téllez

Experimento de Franck-Hertz Cuando el potencial de aceleración alcanza 4. 9 [V], cada electrón libre posee exactamente 4. 9 [e. V] de energía cinética cuando alcanza la rejilla Fís. Edgar Raymundo López Téllez

Experimento de Franck-Hertz Al aumentar el voltaje, los electrones participan en una colisión inelástica, pero después continúan siendo acelerados. Al aumentar el potencial de 4. 9 [V] a los 9. 8 [V], cada electrón tiene energía participar en dos colisiones inelásticas, excitando dos átomos de mercurio, para después quedarse sin energía cinética. Fís. Edgar Raymundo López Téllez

Experimento de Franck-Hertz Franck y Hertz encontraron que cuando la energía de los electrones de bombardeo es menor que 4. 9 [e. V], no se emite ninguna línea espectral del vapor de Hg contenido en el tubo y cuando la energía es un poco mayor solamente se ve una línea en el espectro. La longitud de onda de esta línea es de 2536 [Å], que corresponde exactamente a un fotón de energía de 4. 9 [e. V]. Fís. Edgar Raymundo López Téllez

Experimento de Franck-Hertz Cuando la curva de V contra I es para voltajes mayores se encuentran picos adicionales. Algunos se deben a que los electrones excitan en varias ocasiones en sus recorridos de C a A al primer estado excitado de los átomos, pero otros se deben a la excitación de estados superiores. Fís. Edgar Raymundo López Téllez

Experimento de Franck-Hertz Si por ejemplo, los máximos están espaciados por intervalos de 4. 9 [V], entonces esto muestra que la energía de excitación para los átomos de mercurio es de 4. 9 [e. V]. La frecuencia correspondiente está dada por: Fís. Edgar Raymundo López Téllez