Franck-Hertz 实验是第一个清楚地显示原子量子性质的电测量，因此“改变了我们对世界的理解”。它于 1914 年 4 月 24 日在 James Franck 和 Gustav Hertz 的论文中提交给德国物理学会。弗兰克和赫兹设计了一个真空管，用于研究穿过薄薄的汞原子蒸气的高能电子。他们发现，当电子与汞原子碰撞时，它在飞走之前只会损失特定数量（4.9 电子伏特）的动能。这种能量损失对应于将电子从每秒约 130 万米的速度减速到零。较快的电子在碰撞后不会完全减速，但会损失完全相同的动能。较慢的电子只会从汞原子上反弹而不会损失任何显着的速度或动能。

这些实验结果证明与尼尔斯·玻尔前一年提出的原子玻尔模型是一致的。玻尔模型是量子力学和原子电子壳模型的先驱。它的关键特征是原子内部的一个电子占据了原子的“量子能级”之一。在碰撞之前，汞原子内部的一个电子占据其最低的可用能级。碰撞后，内部的电子占据更高的能级，多出 4.9 电子伏特 (eV) 的能量。这意味着电子与汞原子的结合更加松散。在玻尔的量子模型中没有中间水平或可能性。这个特征是“革命性的”，因为它与电子可以通过任何能量与原子核结合的预期不一致。在 1914 年 5 月发表的第二篇论文中，弗兰克和赫兹报告了汞原子的光发射它从碰撞中吸收了能量。他们表明，这种紫外线的波长正好对应于飞行电子损失的 4.9 eV 能量。玻尔也预测了能量和波长的关系，因为他遵循了亨德里克·洛伦兹在 1911 年索尔维大会上提出的结构。在索尔维，亨德里克·洛伦兹在爱因斯坦关于量子结构的演讲之后建议将旋转器的能量设置为等于 nhv。因此，玻尔按照 1911 年给出的指示，将洛伦兹等人提出的公式复制到了他 1913 年的原子模型中。洛伦兹是正确的。原子的量子化与他纳入玻尔模型的公式相匹配。几年后弗兰克介绍了这些结果后，据说阿尔伯特爱因斯坦评论说：“它太可爱了，让你哭泣。”1926 年 12 月 10 日，弗兰克和赫兹因“因”而获得 1925 年诺贝尔物理学奖。他们发现了控制电子对原子的影响的定律”。