Page 26 - cahiers de sciences physiques 4ème Maths - 3ème Trimestre

2- Expérience de Frank et Hertz :
James Franck et Gustave Hertz ont montré, en 1914, qu’en bombardant les atomes d’un gaz avec des électrons
d’énergie connue (de l’ordre de quelques eV), on pouvait accroître l’énergie interne des atomes et que cela
s’effectuait par paliers. Ils reçurent, pour l’ensemble de leurs travaux, le prix Nobel en 1925.

a- Dispositif expérimental b- Principe

Analyse de l’énergie Ils ont bombardé les atomes d’un gaz

Canon à électrons des électrons sortants avec un faisceau homocinétique
homocinétiques (de d’électrons et comparé l’énergie de

même vitesses)
ceux-ci à l’entrée de la chambre de
gaz et à la sortie.

Vapeur de mercure à faible pression

c- résultats de l’expérience :

Les résultats ont permis de tracer la courbe représentant N c = f(E C) avec : N c
N e N e
1
N e : nombre d’électrons émis par le canon par unité de temps.
N c : Le nombre d’électrons captés avec une certaine énergie cinétique par unité de temps.
E C : énergie cinétique des électrons émis par le canon.
-19
1eV = 1,6.10 ; Ne (constante) E C (eV)
4,9
d- Interprétation :

Si le modèle de l’atome de Rutherford est juste, quel(s) résultats(s) l’expérience de Franck et Hertz
doit-elle donner ?
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Pour Ec < << < 4,9 eV on a N c = 1, donc N c = Ne :
Ne
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Pour Ec ≥ 4,9 eV on a N c < << < 1 donc N c < << < Ne :
Ne
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e- Conclusion :
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