FRANK - HERTZ DENEYİ

                                          

                                          Şekildeki düzenekte bulunan elektron tabancası sıcak fitilden çıkan elektronlara kinetik enerji verir. Hızlandırıcı Voltaj VA olduğundan tabancadan çıkan elektronun kinetik enerjisi

                                          EK = e.VA   dır.

                                          Bu elektronlar küçük delikten gaz odasına girerler. Odadan elektron tabancasına doğru kaçan gaz molekülleri pompalarla dışarıya atılırlar. Oda iletken olduğu için elektronların oda içinde bir elektrik alanı oluşturmaları da engellenmiş olur. Ayrıca bu iletkenlikten dolayı odanın her tarafı aynı potansiyeldedir.

                                          Bu durumda elektronlar gaz atomları ile çarpışırlar ve elektronların enerjilerinde değişme olursa nedeni gaz atomları ile çarpışmalarıdır. Elektronların çarpışmadan sonra enerjileri hakkında bilgi edinmek için onların çıkabilecekleri ikinci bir delikten ( S2 ) ikinci bir odaya girmelerini sağlarız. Delikler aynı hizada olmadıklarından çıkan elektronlar mutlaka çarpışan elektronlardır.

                                          İkinci odada, oraya gelen elektronların enerjileri ölçülür. Gaz odasında civa buharı olsun. Bu durumda elektron tabancasından çıkan ve civa atomları ile çarpıştıktan sonra ölçülen kinetik enerji; elektronlara verilen ilk kinetik enerjiye eşit olmalıdır. Buna göre elektronlar civa atomları ile esnek çarpışma yapmışlardır. Bu olay hızlandırıcı VA geriliminin küçük değerleri için geçerlidir.

                                          Eğer hızlandırıcı gerilim 5 Voltu geçerse Ek = 5e.V olur. Bu durumda ikinci odaya giren elektronların hemen hemen kinetik enerjileri olmaz. Yani elektronlar kinetik enerjilerinin büyük bir kısmını yitirmiştir.

                                          Daha sonra hızlandırıcı gerilimi artırarak elektron gönderirsek, ikinci odaya giren elektronların kinetik enerjilerinde bir artış olur. VA; 5 Volttan 6 Volta çıkarsa; ikinci odaya giren elektronların kinetik enerjileri 1e.V ta yakın olur.

                                          Yapılan dikkatli ölçümler sonunda ikinci odaya gelen elektronların 4,9 .V luk enerji kaybettikleri bulunur. Bombardıman enerjisi biraz daha artırılırsa elektronların kaybettikleri kinetik enerji yine 4,9 e.V olur. Öyleyse civa atomları 4,9 .V dan aşağıdaki enerjileri kabul etmiyor, sonucuna ulaşırız. 4,9 e.V den biraz fazla enerjili elektronlar gönderilirse ikinci odaya elektron E`k = Eilk - 4,9 e.V lik enerji ile girer. Elektronlar 6,7 e.V luk enerji ile gönderilirse ikinci odaya giren elektronlar ya 4,9 e.V ya da 6,7 e.V enerji kaybederek girerler.

                                          Elektronların kinetik enerjileri artırılırsa; ikinci odaya giren elektronların kaybettikleri enerjiler; 4,9 e.V; 6,7 e.V; 8,8 e.V gibi belli değerler de olur. Bu durumda civa atomları her enerjiyi değil ancak belli değerlerdeki enerji paketlerini almaktadır.

                                         Frank ve Hertz civa buharlarının yaydıkları ışığın spektrum çizgilerini incelemiş ve sonuçta bu çizgilerin dalga boylarının 4,9 e.V; 6,7 e.V; 8,9 e.V değerlerine karşı geldiklerini görmüştür. Bu olay bütün atomlar için geçerlidir. Yani bütün atomların enerji düzeyleri ve spektrumları sürekli değil kesiklidir.

                                        Demek ki atomlar enerjiyi belli paketler halinde iken alırlar. Her enerjiyi kabul etmezler. Atom spektrumlarının kesikli ( çizgi ) olması da atomların enerjiyi belirli paketler biçiminde yaydıkları sonucunu doğurur.

                                        Atomların enerji olarak kararsız hale geçmelerine uyarılma denir. Uyarılan bir atomun iç enerjisi artar ve atom kararsız haldedir. Kararsız bir atom ilk fırsatta kararlı duruma döner. Bu dönüşü yaparken de aldığı enerjiyi aynı biçimde ve değerde geri verir. Geri verilen bu enerji foton şeklinde salınır.

                                        Buradan atomlar enerjiyi belli paketler halinde alırlar ve belli paketler şeklinde verirler sonucuna ulaşırız. Buna bağlı olarak bir atomun iç enerjisi sürekli değil belli seviyelerde değişir. Bu seviyelere atomun enerji seviyeleri  denir.

                                        Herhangi bir uyarılma enerjisi almamış olan atomun haline temel hal denir. Bu halin üstündeki belli enerjileri atomlar alırlar. Atomların alabilecekleri enerji paketlerinin sırasına enerji seviyeleri denir. Şekillerde civa ve sezyum atomlarının enerji seviyeleri görülüyor. Bir atoma en büyük uyarılma enerjisinden daha fazla enerji verilirse elektron atomu terk eder ve atom iyonlaşarak ( + ) yüklü iyon olur. İyonlaşmadan sonra atom her türlü enerjiyi kabul eder.

                                       

                                                                       CİVA

                                           Rutherford'un atom modelinde elektronların yörüngeleri için bir sınırlama yoktur. Ancak Frank - Hertz deneyinin gösterdiği sonuçlara göre atomlardaki elektronların belli yörüngelerde olmaları gerekir. Bu durum Rutherford'un atom modelindeki eksikliklerden biridir. Bu eksikliği BOHR giderecektir.