Frank-hertz

OBJETIVO GERAL:
Com o experimento de Franck-Hertz, determinar a separação de níveis de energia entre o estado fundamental e o primeiro estado excitado do elétron de valência do mercúrio.
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA:
No início do século passado, vários foram os modelos sugeridos para explicar a estrutura do átomo. Tais como; o modelo de Thomson em 1910 (uma distribuição de carga positiva onde os elétrons carregados negativamente estariam em seu interior – “pudim de passas”), o modelo de Rutherford em 1911 (uma região chamada núcleo que concentrava praticamente toda a massa do átomo, com carga Z positiva e os elétrons em torno desse núcleo com um carga Z negativa neutralizando o átomo com um todo), e o modelo de Bohr em 1913, este último teve maior êxito pois, foi capaz de prever e explicar as linhas do espectro de um elétron que já era bem conhecida na época.
O modelo de Bohr tinha como base os seguintes postulados:
(i) elétrons com órbitas circulares em torno do núcleo sob influência de interações coulombiana, (obedecendo as leis da mecânica clássica);
(ii) as órbitas permitidas para o elétron seriam aquelas nas quais os seus momentos angulares orbitais L fossem múltiplos inteiro de ? (constante de Planck h dividida por 2pi);
(iii) apesar de estar acelerado, em tais orbitais o elétron não emitia radiação eletromagnética e assim sua energia total E permanecia constante;
(iv) cada órbita seria um nível de energia (En) do átomo e um elétron só emitiria radiação eletromagnética se passasse de um nível En para um nível Ef de energia, onde sua freqüência “ni” seria dada por “ni” = (En – Ef)/h (com En > Ef). E dessa maneira as linhas de espectro de radiação eram explicadas.
A teoria formulada dessa forma baseando-se na quantização do momento angular orbital do elétron implica na quantização de sua energia (E = En), dessa maneira um elétron só mudaria de uma órbita de energia Ei para uma com energia Ef (Ef > Ei) se a ele for fornecida uma energia “delta”E , onde