물리실험 보고서-Frank 예비

소개글

물리실험 보고서-Frank 예비 입니다.

목차

1. 목적
2. 원리
3. 실험방법
4. 참고문헌

본문내용

1. 목적
원자에너지가 불연속적인 준위를 가진다는 것을 실험을 통해 확인한다.

2. 원리
J. Frank와 G. Hertz가 1913년 이후 원자의 공명 퍼텐셜을 구하기 위해 실시한 실험으로서 같은 해에 제창된 N.H.D. 보어의 원자 구조론에 대하여 실험적 근거를 밝혀 양자론 발전에 기여하였다. 열전자를 가속하여 전자빔을 만들어 저압 기체 속을 지나가게 하여 그 원자와 충돌시키도록 한자. 이 전자흐름에 의한 전류의 세기를 조사하면 전자가 원자와의 충돌에 의해 어떤 에너지의 변화를 받는가를 알 수 있다. 실험결과 , 가속 전압이 점차로 증가하여 어느 한계에 도달하면 전류가 급격히 감소하고, 가속 전압이 증가하면 전류는 다시 증가하여 전압이 제2차 한계 값에 이르면 다시 급속히 감소하고, 이후에는 이와 같은 전류의 극대 값이 반복된다. 이것은 어느 일정 한계 이상인 운동에너지를 가지는 전자만 원자와의 충돌에 의해 에너지를 주고받고(비탄성 충돌), 그 이하의 운동에너지는 충돌에 의해 전자는 에너지를 상실하지 않고 운동의 방향만 바꿀 뿐임을 보이고 있다(완전탄성 충돌). 이 한계가속 전압은 각 원소에 대해 고유한 것으로서 스펙트럼선의 관측으로부터 얻어진 전자의 에너지 준위로부터 기대대는 값과 일치한다.
원자가 전자와 충돌할 때 특정한 양의 에너지만을 주고받는다. 특정한 에너지는 바로 그 원자가 가지고 있는 스펙트럼의 관측으로부터 얻어진 에너지 준위의 차이에 해당하는 것이 되어, 물질의 양자화에 대한 보다 직접적이고 확고한 증거가 된다. 다음 그림1은 실험장치의 회로도이다. 그림에서 네모로 표시된 관속은 수은증기를 희박하게 넣어 봉인한 것이다. 그 내부에는 진공관처럼, 음극(cathod: C), 그리드(grid: G), 양극(plate: P)으로 배치해 둔 것이다.

참고 자료

[대학물리학 10판], 대학물리학위원회, (주)북스힐
[현대물리학], 장준성*이재형 공역, 학술정보, 2005.1.20