弗蘭克－赫茲實驗為能級的存在提供了直接的證據，對玻爾的原子理論是一個有力支持。弗蘭克擅長低壓氣體放電的實驗研究。1913 年他和G.赫茲在柏林大學合作，研究電離電勢和量子理論的關係，用的方法是勒納德（P.Lenard ）創造的反向電壓法，由此他們得到了一系列氣體，例如氦、氖、氫和氧的電離電勢。後來他們又特地研究了電子和惰性氣體的碰撞特性。
基本介紹
- 中文名：弗蘭克·赫茲
- 國籍：德國
- 出生日期：1882
- 逝世日期：1964
- 主要成就：1925年獲諾貝爾物理學獎
獲獎,人物貢獻,
獲獎
1925年諾貝爾物理學獎授予德國哥廷根大學的弗蘭克（JamesFranck，1882—1964）和哈雷大學的G.赫茲（Gustav Hertz，1887—1975），以表彰他們發現了原子受電子碰撞的定律。
人物貢獻
弗蘭克－赫茲實驗為能級的存在提供了直接的證據，對玻爾的原子理論是一個有力支持。弗蘭克擅長低壓氣體放電的實驗研究。1913 年他和G.赫茲在柏林大學合作，研究電離電勢和量子理論的關係，用的方法是勒納德（P.Lenard ）創造的反向電壓法，由此他們得到了一系列氣體，例如氦、氖、氫和氧的電離電勢。後來他們又特地研究了電子和惰性氣體的碰撞特性。1914年他們取得了意想不到的結果，他們的結論是：
（1）汞蒸氣中的電子與分子進行彈性碰撞，直到取得某一臨界速度為止；
（2）此臨界速度可測準到0.1V，測得的結果是：這速度相當於電子經過4.9V的加速；
（3）可以證明4.9伏電子束的能量等於波長為2536 的汞譜線的能量子；
（4）4.9伏電子束損失的能量導致汞電離，所以4.9伏也許就是汞原子的電離電勢。
弗蘭克和G.赫茲的實驗裝置主要是一隻充氣三極體。電子從加熱的鉑絲髮射，鉑絲外有一同軸圓柱形柵極，電壓加於其間，形成加速電場。電子多穿過柵極被外面的圓柱形板極接受，板極電流用電流計測量。當電子管中充以汞蒸氣時，他們觀測到，每隔4.9V電勢差，板極電流都要突降一次。如在管子裡充以氦氣，也會發生類似情況，其臨界電勢差約為21V。
弗蘭克和G.赫茲最初是依據斯塔克的理論，斯塔克認為線光譜產生的原因是原子或分子的電離，光譜頻率ν與電離電勢V有如下的量子關係：hν=eV。
弗蘭克和G.赫茲在 1914年以後有好幾年仍然堅持斯塔克的觀點，他們相信自己的實驗無可辯駁地證實了斯塔克的觀點，認為4.9V電勢差引起了汞原子的電離。他們也許因為戰爭期間信息不通，對玻爾的原子理論不甚了解，所以還在論文中表示他們的實驗結果不符合玻爾的理論。其實，玻爾在得知弗蘭克－赫茲的實驗後，早在1915年就指出，弗蘭克－赫茲實驗的4.9V正是他的能級理論中預言的汞原子的第一激發電勢。
1919年，弗蘭克和G.赫茲表示同意玻爾的觀點。弗蘭克在他的諾貝爾獎領獎詞中講道：“在用電子碰撞方法證明向原子傳遞的能量是量子化的這一科學研究的發展中，我們所作的一部分工作犯了許多錯誤，走了一些彎路，儘管玻爾理論已為這個領域開闢了筆直的通道。後來我們認識到了玻爾理論的指導意義，一切困難才迎刃而解。我們清楚地知道，我們的工作所以會獲得廣泛的承認，是由於它和普朗克，特別是和玻爾的偉大思想和概念有了聯繫。”
弗蘭克1882年8 月26日出生於漢堡。他在這裡上了威廉中學後，在海德堡大學學了一年化學，後來又在柏林大學學物理。在這裡，他的主要導師是瓦爾堡和德魯德（P.Drude）。1906年在瓦爾堡的指導下，1902年入柏林大學學習物理學，1906年獲博士學位。在法蘭克福大學擔任助教不久，又返回柏林大學任魯本斯（H.Rubens）的助教。1911年獲得柏林大學物理學“大學授課資格”，在柏林大學講課直到1918年（由於戰爭而中斷了教學。戰爭中曾獲一級鐵十字勳章），後成為該大學的物理學副教授。1917年起任威廉皇帝物理化學研究所的分部主任。1921年受聘為哥廷根大學教授，並擔任第二實驗物理學研究所主任。1933年為抗議希特勒反猶太法，弗蘭克公開發表聲明並辭去教授職務，離開德國去哥本哈根；一年後移居美國，成為美國公民。1935年— 1938年任約翰·霍布金斯大學物理系教授。1938年起任芝加哥大學物理化學教授，直到1949年退休。第二次世界大戰期間，他參加了研製核子彈有關的工程，但與大多數科學家一樣，他反對對日本使用原子武器。在芝加哥大學期間，弗蘭克還擔任該校光合作用實驗室主任，對各種生物過程、特別是光合作用的物理化學機制進行了研究。
1964年弗蘭克在訪問哥廷根時於5月21日逝世。
G.赫茲1887年7月22日出生於漢堡。他是電磁波的發現者H.赫茲的侄子。赫茲在漢堡的約翰尼厄姆學校畢業後，於1906年進入哥廷根大學，後來又在慕尼黑大學和柏林大學學習，1911年畢業。1913年任柏林大學物理研究所研究助理。由於爆發了第一次世界大戰，赫茲於1914年從軍，1915年在一次作戰中負重傷，1917年回到柏林當校外教師。1920年到1925年間，赫茲在埃因霍溫的菲利普白熾燈廠物理研究室工作。
1925年赫茲被選為哈雷大學的教授和物理研究所所長。 1928年回到柏林任夏洛騰堡工業大學物理教研室主任。1935年由於政治原因辭去了主任職務，又回到工業界，擔任西蒙公司研究室主任。從1945年到 1954年在蘇聯工作，領導一個研究室，這期間他被任命為萊比錫卡爾·馬克思大學物理研究所所長和教授。1961年退休，先後在萊比錫和柏林居住。
從研究課題來說，赫茲早年研究的是二氧化碳的紅外吸收以及壓力和分壓的關係。1913年和弗蘭克一起開始研究電子碰撞。1928年，赫茲回到柏林的第一個任務是重建物理研究所和學校。他為這一目標不停地工作。在此期間，他負責用多級擴散方法分離氖的同位素。
G.赫茲發表了許多關於電子和原子間能量交換的論文和關於測量電離電勢的論文。有些是單獨完成的，有些是和弗蘭克、克洛珀斯合作的。他還有一些關於分離同位素的著作。
G.赫茲是柏林德國科學院院士，1975年在柏林去世。
