1914년물리학
프랑크-헤르츠 실험
제임스 프랑크와 구스타프 헤르츠가 전자-수은 충돌 실험으로 원자의 에너지 준위가 불연속적임을 직접 증명했다.
“전자는 원자로부터 딱 맞는 에너지만 빼앗을 수 있다.”
이야기의 시작
전자를 원자에 쏘면 딱 정해진 에너지만 흡수된다.
발견 전
보어의 원자 모형은 에너지 준위가 불연속적이라 주장했지만, 이를 직접 실험으로 보여 준 사람이 없었다.
질문
전자가 원자에 에너지를 전달할 때 연속적으로 일어날까, 아니면 특정 값에서만 일어날까?
발견
프랑크와 헤르츠는 수은 기체 속 전자를 점점 가속하며 전류를 측정했고, 4.9 V 간격으로 전류가 규칙적으로 감소함을 발견했다. 이는 전자가 수은 원자의 특정 에너지 준위에만 에너지를 전달함을 뜻했다.
당시 반응
보어는 이 결과가 자신의 원자 모형을 완벽히 뒷받침한다며 기뻐했고, 두 실험자는 1925년 노벨 물리학상을 수상했다.
세상이 바뀐 점
양자론의 핵심—에너지 불연속성—을 실험으로 확증했으며, 분광학과 원자물리학의 발전을 이끌었다.
오늘날
프랑크-헤르츠 실험은 현재도 전 세계 대학 실험실의 필수 교육 실험으로 남아 있다.