Experimento de frank hertz

UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS

DEPARTAMENTO DE FÍSICA (ICEX)

Relatório de Física experimental II

Experiência 10: Experiência de Frank-Hertz

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Introdução

A quantização da energia é um fenômeno previsto pelo modelo de Bohr. Embora este modelo confirme a quantização apenas para átomos de um elétron, fica evidente que o fenômeno de quantização vale para átomos multi-eletrônicos. A teoria de Planck da radiação de corpo negro previa também que durante o processo de absorção e emissão de radiação, os átomos nas paredes da cavidade se comportavam como se tivessem estados quantizados. Assim de acordo com a “velha teoria quântica” os átomos podem ter apenas estados de energia discretos. A quantização da energia de um átomo foi primeiramente evidenciada através de experimentos em espectroscopia, onde foram demonstradas a emissão e a absorção de radiação por gases monoatômicos em valores discretos de freqüência, correspondentes a transições entre estados quânticos separados energeticamente. Em 1914 Frank e Hertz realizaram um experimento em que trocas energéticas entre elétrons livres e um sistema atômico foram investigadas. Especificamente, eles demonstraram que é possível excitar átomos por bombardeamento de elétrons de baixa energia e que a energia transferida dos elétrons incidentes para os átomos tinha sempre valores discretos. Esses valores estavam em concordância com os obtidos em experimentos de espectroscopia para os níveis energéticos atômicos. Neste experimento os elétrons emitidos por um filamento são acelerados através do vapor de mercúrio, do catodo C em direção ao anodo A (grade). A corrente é registrada em um eletrodo S. A figura abaixo mostra um esquema da situação descrita:

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Figura 1- Experimento de Franck-hertz combulo contendo vapor de mercúrio, filamento ( catodo) emissor de elétrons, acelerados em direção ao anodo A através da tensão UA , gerando uma corrente de coletor IS..

Quando a tensão de aceleração