UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUB ´
A - DFQ/ICE
Licenciatura em F´ısica a Distˆancia
F´ısica Moderna
Adhimar Fl´avio Oliveira
1 Experimento de Franck-Hertz
1.1 Introdu¸c˜ao
Em 1914, James Franck e Gustav Hertz fizeram um importante experimento sobre a
estrutura atˆomica da mat´eria. O objetivo era determinar a intera¸c˜ao de el´etrons quando
eles passavam atrav´es de uma g´as de ´atomos. O esquema do equipamento utilizado por
Franck e Hertz ´e apresentado na Figura 1
Figura 1: Esquema do aparato utilizado por Franck-Hertz.
Franck e Hertz constru´ıram um tubo com trˆes eletrodos no qual eles inseriram merc´urio.
A fonte de el´etrons era emiss˜ao t´ermica de um c´atodo aquecido. Os el´etrons eram ace-
lerados por uma diferen¸ca de potencial (Va) entre o c´atodo e a grade, a qual era variada
durante o experimento. A energia cin´etica dos el´etrons que chegam `a grade, supondo que
eles n˜ao interagem com os ´atomos de merc´urio ´e qVa.
Ap´os passarem pela grade os el´etrons eram desacelerados por uma pequena diferen¸ca de
potencial (Vd) entre o ˆanodo e a grade, a qual ´e mantida constante durante o experimento.
A energia cin´etica dos el´etrons que chegam ao ˆanodo, assumindo que n˜ao exista intera¸c˜ao
com os ´atomos de merc´urio, ´e qVa−qVd.
Se os el´etrons perdem alguma energia (∆E) atrav´es de intera¸c˜oes com ´atomos de
merc´urio, ent˜ao, sua energia cin´etica no ˆanodo ser´a
EKanodo =qVa−qVd−∆E . (1)
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