質問: フランク・ヘルツの実験 フランク・ヘルツの実験をおこないました。 実験データを加速電圧を横軸に、プレート電流を縦軸にとりグラフをおこすと極大値を4つ持つ曲線となりました。 理論には加速電圧が励起エネルギー毎に極大値がでるあとありましたが、それは同じエネルギー準位のところで、原子が励起されるということを表していると考えていいのですか?? なぜ毎回同じ準位で励起がおこるのでしょうか?
回答: #1です。 補足を拝見しました。 >1回目の極大値が現れたときには発光がなかったのですが、2回目からはオレンジ色の発光がありました。 >1回目には最もエネルギー準位の低いところに励起され、2回目以降はさらに高いエネルギーをもつところに励起されたということですか? さあ、それはどうでしょう。 2回目以降も極大値の加速電圧の間隔は一定だったのですよね。 だとすれば、基底状態から励起した先は、1回目と同じエネルギ準位だったと考えられます。 2回目以降で発光が見られたのは、1回目より励起した原子が多くなったからではないでしょうか。もし3回目、4回目と進むにつれて発光の明るさが強くなっていれば、その裏づけになると思います。 また、実験でどのようなガスを使われたのかは分かりませんが、極大値の間隔が分かっていれば、それと発光色との対応付けができると思います。 極大値の加速電圧の間隔をv、1電子ボルトをev、光速をc、プランク定数をh、波長をλとしますと、次の関係が成り立ちますので、ここから色との対応付けができるかと思います。 v・ev=hc/λ ∴λ=hc/v・ev 良ければ、計算してみてください。