弗兰克-赫兹实验是由德国物理学家欧根·弗兰克和戈特洛布·赫兹在1914年进行的,这个实验对于量子理论的发展有着重要的意义。实验说明了以下几点:
1. 量子化的存在:实验表明,当电子从汞原子吸收能量时,只能吸收到特定的能量值,这些能量值对应于汞原子的能级差。这意味着原子内部的能量是量子化的,即能量只能以特定的离散值存在,而不能取任意值。
2. 能量量子化的证据:通过测量电子与汞原子碰撞后的能量损失,弗兰克和赫兹证明了电子在碰撞过程中只能吸收或释放特定的能量值。这些能量值与汞原子的能级差相匹配。
3. 光子的概念:实验支持了爱因斯坦的光量子假说,即光具有粒子性,可以被视为光子。在实验中,当电子吸收光子时,光子的能量被电子吸收,导致电子获得足够的能量跃迁到更高的能级。
4. 量子跃迁:实验证明了原子内部的电子可以通过吸收或释放光子进行量子跃迁,即电子从一个能级跃迁到另一个能级。
弗兰克-赫兹实验为量子理论提供了强有力的实验证据,是量子物理学发展史上的一个重要里程碑。
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