質問: フランクヘルツの実験についてです。 励起エネルギーはなぜVーi曲線の電流のピークに対応する電圧を平均することで求められるのでしょうか?
回答: Vーi曲線の電流の急激な変化が起こる電圧差分が励起エネルギーです。電圧をかけることで電子のエネルギー(エネルギーはeVが単位です。1eVは「1Vの電圧で加速される電荷eの粒子のエネルギー」が定義なので)が増えますが管内に残る気体の励起エネルギー、この実験の場合は吸収エネルギーと考えてよいですがエネルギー準位差で決まる、以下では電子が素通りするが、一致すると吸収され電流は下がる。さらに電圧を上げると2回吸収が起こる、さらに、、3回と起きます。ΔViはすべて一つの吸収エネルギーに相当するので、複数観測された場合は平均をとってより信頼性の高い値とする(計測の原則)