프랑크헤르쯔 실험 보고서 (예비+결과 포함 보고서)

소개

프랑크헤르쯔 시험 결과보고서 입니다. 네온관으로 실험하였습니다.

목차

실험 목적

실험 장비, 장치

이론

결과 및 분석

고찰

본문내용

1914년 프랑크와 헤르츠가 수은 기체에 전자를 충돌시켜서 수은의 에너지 상태가 양자화 되어잇는 것을 확인한 역사적인 실험을 재현한다. 본 실험을 통하여 에너지 준위와 여기 에너지, 탄성충돌 등의 개념을 익히고 원자가 양자화 되어 있는 모습을 거의 직접적으로 관찰한다.

2. 기구 및 장치
프랑크-헤르츠 실험 장치, 네온관, 오실로스코프

3. 이론
1914년 프랑크와 헤르츠에 의해 원자가 전자와 충돌할 때 특정한 양의 에너지만을 주고 받는다는 사실이 발견되었다. 이 특정한 에너지는 바로 그 원자가 가지고 있는 스펙트럼의 관측으로부터 얻어진 전자의 에너지 준위의 차이에 해당하는 것이 되어, 물질의 양자화에 대한 보다 직접적이고 확고한 증거가 되었다.

이 회로도에서, 필라멘트를 가열하면 음극에서 방출된 열전자는 그리드G 의해 가속되어 그 운동에너지가 증가하게 된다. 이 전자가 그리드를 통과한 후 양극과의 역전압 V0에 의해 약간 감소되어 P에 흡수되는데 그 정도를 전류계를 통해 측정할 수 있다. 그리드에 걸리는 가속전압을 증가시키면 더 많은 전자가 P에 도달하여 플레이트 전류는 증가한다. 만일 전자가 관 속에 들어있는 기체 원자와의 충돌에서 그 운동에너지가 원자의 내부에너지로 흡수되지 않는다면 전자의 질량이 원자의 질량에 비해 훨씬 작으므로 전자의 운동에너지는 변화가 거의 없을것이다. 운동에너지를 거의 잃지 않기에 전자의 운동방향이 바뀔 뿐으로 전류의 양에는 크게 변화가 없을 것이다. 그러나 그 충돌에서 에너지를 잃어버린다면 전류는 줄어들 것이다.

참고자료

· http://www.encyber.com(인터넷 두산동아 대백과사전 엔사이버, 헬륨-네온 레이저)
· 현대물리실험 매뉴얼- 프랑크헤르츠 실험