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L'expérience de Franck et Hertz (1914)
✔ RAI/MOD : Utiliser un modèle de l'énergie
Franck et Hertz ont réalisé une expérience fondamentale de physique quantique. Tandis qu'un flux d'électrons est accéléré dans une ampoule à vapeur de mercure, on mesure les variations d'intensité dans le circuit électrique externe. Au cours de la traversée de l'ampoule, les électrons sont susceptibles d'interagir avec les atomes de mercure sous forme d'échange d'énergie et perdent
4\text{,}9 eV ou
9\text{,}8 eV.
Pour des valeurs précises de tension, on observe simultanément une émission de radiations violettes et une diminution brutale d'intensité de courant.
1.
Lors du choc entre le flux d'électrons et les atomes, sous quelle forme l'énergie cinétique des électrons incidents se transforme-t-elle ?
2.
Expliquer l'observation des chutes de courant et les diminutions d'énergie associées.
3.
Quel concept et quel modèle théorique de l'atome sont validés par cette expérience ?
Intensité en fonction de la tension accélératrice
Données
- Constante de Planck : h=6\text{,}63 \times 10^{-34} J·s ;
- 1 eV =1\text{,}60 \times 10^{-19} J ;
- Célérité de la lumière dans le vide :
c=3\text{,}00 \times 10^{8} m·s-1.