Prêmio Nobel em Física - 1925

O Prêmio Nobel de Física do ano de 1925 foi concedido ao professor James Franck e ao professor Gustav Hertz por sua descoberta das leis que governam o impacto de um elétron sobre um átomo.

Os trabalhos de James Franck e Gustav Hertz foram destinados a verificação das hipóteses propostas por Bohr na tentativa de explicar as linhas espectrais emitidas por um gás incandescente.

O experimento desenvolvido por Franck e Hertz, a grosso modo, consiste basicamente em uma válvula, dentro da qual há um gás (geralmente de Hg) e um cátodo e um ânodo com uma grade entre eles. No cátodo aplica-se uma tensão, resultando no aquecimento do mesmo. Este processo gera uma nuvem eletrônica ao seu redor. Se na placa for aplicado um potencial positivo (denominado potencial de excitação), os elétrons do cátodo irão ser acelerados em sua direção. Consequentemente, alguns elétrons passarão pela placa e atingirão o anodo. Se um potencial negativo for aplicado ao anodo (denominado potencial de retardo), apenas os elétrons mais energéticos irão alcançá-lo [1].

Os elétrons acelerados nesse processo colidem com os átomos do gás. No geral, essas colisões são elásticas, não ocorrendo transferência de energia. Porém, para elétrons com níveis de energia bem específicos, as colisões são inelásticas, resultando na transferência de energia para os átomos do gás. Ao perder energia para os átomos de Hg, os elétrons não terão energia suficiente para vencer o potencial de retardo. Consequentemente, a corrente recolhida pelo anodo diminui. Entretanto, devido ao potencial de excitação, a energia dos elétrons aumenta novamente e a partir de um determinado valor superam o potencial de retardo e assim a corrente no anodo passa a crescer. Contudo o crescimento da energia dos elétrons vai até o ponto onde sua energia é equivalente à diferença dos níveis de energia do Hg e assim uma nova absorção ocorre, isto é, um novo choque inelástico ocorre e a corrente do anodo decresce novamente [1].

James Franck nasceu em Hamburg, na Alemanha, em 26 de agosto de 1882, e morreu em 21 de maio de 1964, em Göttingen, Alemanha Ocidental (atual Alemanha). Gustav Hertz nasceu também em Hamburg, Alemanha, no dia 22 de julho de 1887 e morreu no dia 30 de outubro de 1975, em Berlin, Alemanha Oriental.

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Referências:

[1] O EXPERIMENTO DE FRANCK-HERTZ. Instituto de Física da UFBA. Disponívelz em: http://www.fotoacustica.fis.ufba.br/daniele/estrutura/Franck%20Hertz.pdf. Acesso em: 30/04/2019.