Donkó Zoltán - Franck-Hertz kísérlet: 100 éve és ma

Franck és Hertz 1914-ben publikált kísérlete fontos bizonyítékot adott az atomi energiaszintek kvantáltságára. Megmutatták, hogy Hg gőzben egy adott kritikus energia alatt az elektronok csak rugalmasan szóródnak, a kritikus energiát elérve viszont rugalmatlan ütközések is lejátszódnak. Az elmúlt évtizedekben a Franck-Hertz kísérlet számos modernebb változatát valósították meg, a megfigyelések magyarázata viszont alapvetően megmaradt az elektronok mozgásának naív képénél. Bár történtek kezdeményezések a kinetikus elméletnek megfelelő leírásra [2], ezek viszont idealizált módon tekintettek a kísérleti összeállításokra. Munkánk célja egy olyan modern és vákuumtechnikailag tiszta kísérleti berendezés felépítése volt, ahol a fotoemisszió jelenségét használjuk szabad elektronok keltésére és elkerülhető a gáz sűrűségének térbeli változása, ami a termikus emisszióra alapuló kísérletekben mindig jelen van.
Méréseinket argon gázban végeztük, széles nyomástartományban [3]. A kísérletek pontos leírására kifejlesztettünk egy részecskeszimulációs programot, amely részletes képet ad az elektronok kinetikájáról. A Franck-Hertz karakterisztikák mellett térbeli febontással meghatároztuk az elektronok sűrűségét és sebességeloszlás függvényét, a különböző ütközési folyamatok sebességét.

2013.10.03. 15:00