水銀原子を励起する

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水銀原子

水銀の蒸気を満たした管の中に電子を発生させ、電圧をかけて管内を走らせる。 網と、逆電圧をプレートが待ち構えている。 電圧を高くすれば走ってきた電子はプレートに検流計に電流が流れるのだが、電圧が 4.9Vを超えると、電流が減少する。 管内に放出された電子のエネルギーを水銀のまわりを回る電子が励起するからである。 この時走ってきた電子はエネルギーを失う。水銀の場合の E2 ,E1に相当するエネルギーが 4.9eVぐらいであり、 4.9eV以下のエネルギーしか持っていない電子では、水銀原子を励起することはできない。 黒体輻射の話の時も、高い振動数の光が大きいエネルギー単位 (ho)を要求するために逆にエネルギーをもらえない(分配されない)という状況があったが、ここでも同様の現象が起きている。 水銀原子は 4.9eV以上というエネルギーを要求するため、それより低いエネルギーを持った電子はエネルギーを奪われることはない(貧乏人は泥棒に狙われない! )。電圧が 9.8Vを超えると、今度は2個の水銀原子を励起できるので、また電流の減少が起こる (14.7Vでも同様)。この実験によって、原子の回りの電子が確かに基底状態、励起状態という安定状態を持っていることが確認できた。

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