弗蘭克-赫茲實驗
弗蘭克-赫茲實驗這個事實直接證明了汞原子具有玻爾所構想的那種“完全確定的、互相分立的能量狀態”，是對玻爾的原子量子化模型的第一個決定性的證據。由於他們的工作對原子物理學的發展起了重要作用，曾共同獲得１９２５年的物理學諾貝爾獎。
在本實驗中可觀測到電子與汞蒸汽原子碰撞時的能量轉移的量子化現象，測量汞原子的第一激發電位，從而加深對原子能級概念的理解。
原理
玻爾的原子理論指出：①原子只能處於一些不連續的能量狀態Ｅ１、Ｅ２……，處在這些狀態的原子是穩定的，稱為定態。原子的能量不論通過什麼方式發生改變，只能是使原子從一個定態躍遷到另一個定態；②原子從一個定態躍遷到另一個定態時，它將發射或吸收輻射的頻率是一定的。如果用Ｅｍ和Ｅｎ分別代表原子的兩個定態的能量，則發射或吸收輻射的頻率由以下關係決定：
ｈｖ＝｜Ｅｍ－Ｅｎ｜（４５—１）
式中：ｈ為普朗克常量。
原子從低能級向高能級躍遷，也可以通過具有一定能量的電子與原子相碰撞進行能量交換來實現。本實驗即讓電子在真空中與汞蒸氣原子相碰撞。設汞原子的基態能量為Ｅ１，第一激發態的能量為Ｅ２，從基態躍遷到第一激發態所需的能量就是Ｅ２－Ｅ１。初速度為零的電子在電位差為Ｕ的加速電場作用下具有能量ｅＵ，若ｅＵ小於Ｅ２－Ｅ１這份能量，則電子與汞原子只能發生彈性碰撞，二者之間幾乎沒有能量轉移。當電子的能量ｅＵ≥Ｅ２－Ｅ１時，電子與汞原子就會發生非彈性碰撞，汞原子將從電子的能量中吸收相當於Ｅ２－Ｅ１的那一份，使自己從基態躍遷到第一激發態，而多餘的部分仍留給電子。設使電子具有Ｅ２－Ｅ１能量所需加速電場的電位差為Ｕ０，則
ｅＵ０＝Ｅ２－Ｅ１（４５—２）
式中：Ｕ０為汞原子的第一激發電位（或中肯電位），是本實驗要測的物理量。
