Эксперимент Франка-Герца был первым электрическим измерением, которое ясно показало квантовую природу атомов и, таким образом, «изменило наше понимание мира». Он был представлен 24 апреля 1914 года Немецкому физическому обществу в статье Джеймса Франка и Густава Герца. Франк и Герц сконструировали вакуумную трубку для изучения энергичных электронов, пролетающих через тонкий пар атомов ртути. Они обнаружили, что при столкновении с атомом ртути электрон может потерять только определенное количество (4,9 электрон-вольта) своей кинетической энергии, прежде чем улететь. Эта потеря энергии соответствует замедлению электрона со скорости около 1,3 миллиона метров в секунду до нуля. Более быстрый электрон не тормозится полностью после столкновения, но теряет точно такое же количество своей кинетической энергии. Более медленные электроны просто отскакивают от атомов ртути, не теряя существенной скорости или кинетической энергии.

Эти экспериментальные результаты оказались совместимыми с моделью Бора для атомов, предложенной в прошлом году Нильсом Бором. Модель Бора была предшественницей квантовой механики и модели электронной оболочки атомов. Его ключевой особенностью было то, что электрон внутри атома занимает один из «квантовых энергетических уровней» атома. Перед столкновением электрон внутри атома ртути занимает самый низкий доступный энергетический уровень. После столкновения электрон внутри занимает более высокий энергетический уровень с большей энергией на 4,9 электрон-вольта (эВ). Это означает, что электрон более слабо связан с атомом ртути. В квантовой модели Бора не было промежуточных уровней или возможностей. Эта особенность была «революционной», потому что она несовместима с ожиданием того, что электрон может быть связан с ядром атома при любом количестве энергии. Во второй статье, представленной в мае 1914 года, Франк и Герц сообщили об излучении света атомами ртути. который поглотил энергию от столкновений. Они показали, что длина волны этого ультрафиолетового света точно соответствует 4,9 эВ энергии, которую потерял летящий электрон. Связь энергии и длины волны также была предсказана Бором, потому что он следовал структуре, изложенной Хендриком Лоренцем на Сольвеевском конгрессе 1911 года. В Solvay Хендрик Лоренц предложил после доклада Эйнштейна о квантовой структуре установить энергию ротатора равной nhv. Поэтому Бор последовал инструкциям, данным в 1911 году, и скопировал формулу, предложенную Лоренцем и другими, в свою атомную модель 1913 года. Лоренц был прав. Квантование атомов соответствовало его формуле, включенной в модель Бора. Говорят, что после представления этих результатов Франком несколько лет спустя Альберт Эйнштейн заметил: «Это так прекрасно, что заставляет вас плакать». их открытием законов, управляющих ударом электрона по атому».