프랑크헤르츠 예비레포트

소개글

프랑크헤르츠 예비레포트

목차

● 실험 목적
● 실험 이론
● 실험 도구
● 실험 방법

본문내용

● 실험 목적
- Franck-Hertz 실험을 통하여 수은과 네온 기체에 전자를 충돌시켜 에너지 상태가 양자화 됨을 확인한다.
- 에너지 준위와 여기에너지, 탄성출돌 등의 개념을 익히고 원자가 양자화 되어있는 모습을 관찰한다.



● 실험 이론
- 배경 :
1900년대에 들어와서 원자의 구조에 대한 연구가 활발하게 이루어 졌다. 원자 모델에 대한 여러 가지 가설들이 제안되었고 바로 실험에 의하여 확인되었다. 1910년대 초반에 드디어 원자의 형상에 대한 실체를 잡을 수 있었다. 러더퍼드(Rutherford)에 의하여 실험적으로 규명된 원자의 모형은, 마치 태양계에서 태양을 중심으로 하여 여러 행성들이 돌고 있는 것처럼, 무겁고 양전하를 띄고 있는 원자핵을 중심으로 하여 전자가 돌고 있다는 것이다. 그러나 그 당시에 이미 완전히 정립되어 의심할 여지가 없는 전자기학 이론에 따르면 궤도를 돌고 있다는 전자는 안정된 상태로 존재할 수가 없어서 불과 10-7초 이내에 핵에 포획되어 버린다는 문제점이 생겼다.
1913년 보어(Bohr)가 원자의 결합 상태에 대한 양자화 가설을 내놓아 이러한 문제점을 피해나갔고, 더우기 이전에 실험적으로 잘 알려졌던 원자의 방출, 흡수 스펙트럼에 대해 완전하게 설명을 할 수 있었던 것이다.
핵 주위를 돌고 있는 전자가 가질 수 있는 에너지는 연속적이 아닌 띄엄띄엄한 값이라는 결과는 지금까지의 고전론적인 사고방식에 일대 전환을 가져오게 하였다. 원자의 세계는 고전역학으로 설명을 할 수 없어서, 전혀 새로운 체계의 접근 방식이 필요하게 되었고 양자역학이 만들어 지게 된 것이다.
보어의 원자 가설이 나온 1년 후, 1914년 프랑크(Franck)와 헤르츠(Hertz)에 의하여 원자가 전자와 충돌할 때 특정한 양의 에너지만을 주고받는다는 사실이 발견되었다.

- 프랑크 헤르츠 실험 :
이 실험은 전자와 원자를 충돌시켜 원자 내부의 전자의 들뜸을 통해 에너지준위의 존재를 입증하는 것이다. 이를 위해 열전자(熱電子)를 가속하여 전자빔을 만들고 이를 저압 기체 속으로 지나가게 하여 기체를 이루는 원자와 충돌하게 한다. 그리고 전자빔을 가속시키는데 따른 전류의 세기를 조사하면 전자가 원자와의 충돌에 의해 어떤 방식으로 에너지가 변화했는지 알 수 있다

참고 자료

없음