Franck-Hertz-Versuch - Worum geht es?

Die Frage nach dem Aufbau der Materie ist eine Fragestellung, mit der sich bereits die griechischen Philosophen intensiv auseinander gesetzt haben: Die Idee des Vakuums, in dem sich kleinste, unteilbare Teilchen (altgriechisch: ατόμοι (atómoi) = Unteilbare) bewegen, geht vermutlich auf Leukipp und seinen Schüler Demokrit zurück, während Aristoteles der Idee der Existenz eines Vakuums deutlich widersprach (horror vacui).  Das erste empirisch fundierte Atommodell ist das Teilchenmodell von Dalton (ca. 1808), welches aufgrund neuer experimenteller Erkenntnisse dann insbesondere durch die Modelle von Thomson und Rutherford weiterentwickelt wurde. Bohr postulierte, aufbauend auf den Ergebnissen von Balmer, in seinem nach ihm benannten Bohr'schen Atommodell erstmals diskrete Energiezustände, die bei der Veröffentlichung des Modells aber noch nicht experimentell nachgewiesen werden konnten.

Mit dem nach James Franck (* 26. August 1882 in Hamburg; † 21. Mai 1964 in Göttingen) und Gustav Hertz (* 22. Juli 1887 in Hamburg; † 30. Oktober 1975 in Berlin) benannten Experiment konnte erstmals in den Jahren 1912 bis 1914 die Existenz von den diskreten Energieniveaus in den Schalen der Atome nachgewiesen werden, die von Niels Bohr postuliert worden waren (1913). Es gilt als eines der bahnbrechenden Experimente im Erkenntnisprozess rund um die Atomphysik: Er zeigt nicht nur, dass Atome nur bestimmte Energiebeträge absorbieren können, sondern hat auch eine erhebliche Bedeutung hinsichtlich der Frage, wie Strahlung absorbiert und emittiert wird. Das Experiment war ein Meilenstein für die Entwicklung der quantenmechanischen Atommodelle und somit für die gesamte Quantenphysik. 1925 wurden die Autoren mit dem Nobelpreis für Physik gewürdigt.

Am Rande: Mike Offutt beschreibt die oben erwähnte Entwicklung der Atommodelle in seinem Song "Atomic Theory Polka" musikalisch (Text hier).