[일반물리학실험]프랑크-헤르츠 실험

소개글

실험 과정은 다음과 같다.
1. 형광 무늬를 관측하기 위한 실험
2. 분광기를 이용한 형광의 스펙트럼 분석

목차

1. 실험 이론 및 원리
2. 실험 기구 및 장치
3. 실험 방법
4. 실험 결과
5. 토의 사항

본문내용

1. 실험 이론 및 원리
1.1. 실험 배경
현대물리학에서 원자의 에너지가 양자화 되어 있다는 것은 매우 중요한 개념이다. 19세기 말엽에 수소원자의 스펙트럼을 분석하여 수소원자의 에너지가 띄엄띄엄한 값을 갖는다는 실험사실로부터 현대물리학의 양자역학이 서서히 만들어졌다. 플랑크의 양자가설을 시작으로 하여, 보어의 원자모형이 수소원자의 스펙트럼이 잘 설명하였고, 아인슈타인의 광전효과에 대한 이론 등등 현대물리학이 탄생하였다. 그중에서 프랑크-헤르츠 실험은 원자의 에너지 준위가 양자화 되어 있다는 직접적인 실험결과를 보여주는 것이다. 수은 기체에 전자를 충돌시켜서 수은의 에너지 상태가 양자화 되었다는 실험은 물질의 에너지가 양자화 되었다는 확고한 증거가 된 것이다. 원자의 스펙트럼 관측에 의한 것이 아니고 전자와 충돌할 때 특정한 양의 에너지를 주고받는 사실로 직접적인 증거가 되었다. 이런 역사적인 실험을 고등학교나 대학교에서 실험기구로 만들어 현대물리 실험실습에 이용하고 있다. 다음과 같은 실험기구를 사용하고 있다. 프랑크-헤르츠 실험을 하다가 실험이 잘되지 않아 문제점을 찾기 위해 수은이 들어 있는 관에 디지털 카메라로 사진을 찍게 되었는데, 관 안에서 다음과 같은 현상을 발견하게 되었다.

참고 자료

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