تم تقديم تجربة فرانك-هيرتز ، وهي أحد أعمدة ميكانيكا الكم ، إلى الجمعية الفيزيائية الألمانية.
كانت تجربة فرانك هيرتز أول قياس كهربائي يظهر بوضوح الطبيعة الكمومية للذرات ، وبالتالي "غيرت فهمنا للعالم". تم تقديمه في 24 أبريل 1914 إلى الجمعية الفيزيائية الألمانية في ورقة كتبها جيمس فرانك وجوستاف هيرتز. صمم فرانك وهيرتز أنبوبًا مفرغًا لدراسة الإلكترونات النشطة التي تتطاير عبر بخار رقيق من ذرات الزئبق. اكتشفوا أنه عندما يصطدم إلكترون بذرة زئبق ، فإنه يمكن أن يفقد كمية محددة فقط (4.9 إلكترون فولت) من طاقته الحركية قبل الطيران بعيدًا. يتوافق فقدان الطاقة هذا مع تباطؤ الإلكترون من سرعة حوالي 1.3 مليون متر في الثانية إلى صفر. لا يتباطأ الإلكترون الأسرع تمامًا بعد الاصطدام ، لكنه يفقد نفس القدر من طاقته الحركية بالضبط. ترتد الإلكترونات الأبطأ من ذرات الزئبق دون أن تفقد أي سرعة أو طاقة حركية كبيرة.
أثبتت هذه النتائج التجريبية أنها متوافقة مع نموذج بور للذرات الذي اقترحه نيلز بور في العام السابق. كان نموذج بوهر مقدمة لميكانيكا الكم ونموذج الذرات ذات غلاف الإلكترون. كانت ميزتها الرئيسية هي أن الإلكترون الموجود داخل الذرة يحتل أحد "مستويات الطاقة الكمومية" للذرة. قبل الاصطدام ، يحتل الإلكترون الموجود داخل ذرة الزئبق أدنى مستوى طاقة متاح له. بعد الاصطدام ، يحتل الإلكترون بالداخل مستوى طاقة أعلى مع 4.9 إلكترون فولت (eV) طاقة أكبر. هذا يعني أن الإلكترون أكثر ارتباطًا بذرة الزئبق. لم تكن هناك مستويات أو احتمالات وسيطة في نموذج بور الكمومي. كانت هذه الميزة "ثورية" لأنها كانت غير متوافقة مع توقع أن الإلكترون يمكن أن يرتبط بنواة الذرة بأي كمية من الطاقة. في ورقة ثانية قدمت في مايو 1914 ، تحدث فرانك وهيرتز عن انبعاث الضوء من ذرات الزئبق امتص الطاقة من الاصطدامات. لقد أظهروا أن الطول الموجي لهذا الضوء فوق البنفسجي يتوافق تمامًا مع 4.9 فولت من الطاقة التي فقدها الإلكترون الطائر. كما تنبأ بور بالعلاقة بين الطاقة والطول الموجي لأنه اتبع الهيكل الذي وضعه هندريك لورينتز في مؤتمر سولفاي لعام 1911. في Solvay ، اقترح Hendrik Lorentz بعد حديث أينشتاين عن البنية الكمومية أن طاقة المدور يجب أن تساوي nhv. لذلك ، اتبع بور التعليمات الواردة في عام 1911 وقام بنسخ الصيغة التي اقترحها لورنتز وآخرون في نموذجه الذري لعام 1913. كان لورنتز محقًا. تطابق تكميم الذرات مع صيغته المدمجة في نموذج بوهر. بعد تقديم فرانك لهذه النتائج بعد بضع سنوات ، قيل إن ألبرت أينشتاين قد لاحظ ، "إنه أمر رائع للغاية يجعلك تبكي." في 10 ديسمبر 1926 ، مُنح فرانك وهيرتس جائزة نوبل في الفيزياء لعام 1925 " اكتشافهم للقوانين التي تحكم تأثير الإلكترون على الذرة ".