Gustav Ludwig Hertz: razlika između inačica
Izbrisani sadržaj Dodani sadržaj
m Bot: Migrating 51 interwiki links, now provided by Wikidata on d:q57070 (translate me) |
Nadopunio Gustav Ludwig Hertz |
||
Redak 1:
{{Infookvir znanstvenik
| ime = Gustav Ludwig Hertz
| slika = Gustav Hertz.jpg
| slika_širina = 200px
| naslov =
| datum_rođenja = [[22. srpnja]] [[1887]].
| mjesto_rođenja = [[Hamburg]], [[Njemačka]]
| datum_smrti = [[30. listopada]] [[1975]].
| mjesto_smrti = [[Berlin]], [[Njemačka]]
| prebivalište =
| državljanstvo = [[Nijemci|Nijemac]]
| narodnost =
| etnicitet =
| polje = [[Fizika]]
| radna_institucija = [[Halle (Saale)|Halle]]-[[Wittenberg|Wittenberško]] sveučilište <br> Tehničko sveučilište u [[Berlin]]u, <br> Fizikalni institut u [[Leipzig]]u
| alma_mater = [[Sveučilište u Berlinu]]
| doktorski_mentor = [[Max Planck]]
| poznat_po = [[Franck-Hertzov pokus]]
| autor_kratica_bot =
| autor_kratica_zoo =
| nagrade = [[Nobelova nagrada za fiziku]] (1925.)
| fusnote = Nećak [[Heinrich Rudolf Hertz|H. R. Hertza]] i otac [[Carl Hellmuth Hertz|C. H. Hertza]].
}}
[[datoteka:Franck-Hertzov pokus 1.jpg|mini|desno|300px|[[Franck-Hertzov pokus]]: promjena [[jakost električne struje|jakosti električne struje]] u [[elektronska cijev|elektronskoj cijevi]] napunjenoj razrijeđenim [[živa|živinim]] [[para]]ma pri promjeni [[električni napon|električnoga napona]].]]
'''Gustav Ludwig Hertz''' ili '''Gustav Hertz''' ([[Hamburg]], [[22. srpnja]] [[1887]]. - [[Berlin]], [[30. listopada]] [[1975]].), [[Njemačka|njemački]] [[fizičar]]. [[Doktor]]irao je (1911.) na [[Sveučilište u Berlinu|Humboldtovu sveučilištu u Berlinu]], gdje je i bio zaposlen (od 1911. do 1914. i od 1917. do 1920.). Bio je [[profesor]] na [[Halle (Saale)|Halle]]-[[Wittenberg|Wittenberškom]] sveučilištu (od 1922. do 1928.) i ravnatelj Fizikalnog instituta Visoke tehničke škole (danas Tehničko sveučilište) u [[Berlin]]u (od 1928. do 1934.). [[Hitler]]ovim dolaskom na vlast, morao se 1934. zbog [[Židovi|židovskoga]] podrijetla povući s položaja. Nakon Drugog svjetskoga rata radio je na [[Nuklearno oružje|atomskim istraživanjim]]a u [[SSSR]]-u (od 1945. do 1954.). Bio je profesor fizike i ravnatelj Fizikalnog instituta u [[Leipzig]]u (od 1954. do 1961.). Za [[pokus]], kasnije nazvan [[Franck-Hertzov pokus]], koji je potvrdio da [[atom]]i [[živa|žive]] mogu [[Apsorpcijska spektroskopija|apsorbirati energiju]] samo određene vrijednosti i tako potkrijepio teoriju [[Kvantna mehanika|kvantiziranosti atoma]], podijelio je s [[James Franck|J. Franckom]] [[Nobelova nagrada za fiziku|Nobelovu nagradu za fiziku]] (1925.). Otkrio je [[Difuzija|difuzijski]] postupak razdvajanja smjese [[izotop]]a [[neon]]a (1932.), koji je postao važan za [[tehnologija|tehnologiju]] [[Obogaćeni uranij|obogaćivanja uranija]] i proizvodnje [[atomska bomba|atomske bombe]]. <ref> '''Hertz, Gustav''', [http://www.enciklopedija.hr/natuknica.aspx?ID=25249] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2019.</ref>
== Franck-Hertzov pokus ==
{{glavni|Franck-Hertzov pokus}}
[[datoteka:FHcollisions.svg|mini|lijevo|200px|Elastični i neelastični sudar ([[sraz]]) [[elektron]]a s [[atom]]ima [[živa|žive]]. Elektroni koji putuju polako mijenjaju smjer nakon elastičnih sudara, ali ne mijenjaju brzinu. Brži elektroni gube većinu svoje brzine u neelastičnim sudarima. Izgubljena [[kinetička energija]] se nakuplja u atomu žive. Atom nakon toga emitira [[svjetlost]] i vraća se u prvobitno stanje.]]
'''Franck-Hertzov pokus''' je [[pokus]] kojim je s pomoću [[mjerni instrument|električnoga mjerenja]] potvrđena [[kvant]]na priroda [[atom]]a, to jest potvrđena je pretpostavka o postojanju [[Stacionarno stanje|stacionarnih stanja]] i [[Elektronska konfiguracija|diskretnih energijskih razina u atomima]]. Izveli su ga 1914. u [[Berlin]]u J. Franck i [[Gustav Ludwig Hertz|G. L. Hertz]]. Tijekom pokusa mjerena je [[Jakost električne struje|jakost istosmjerne električne struje]] kroz [[elektronska cijev|elektronsku cijev]] s razrijeđenim [[živa|živinim]] [[para]]ma. Pri postupnom povećanju [[električni napon|električnoga napona]] uočen je niz porasta i padova jakosti električne struje i [[emisija]] [[svjetlost]]i pri padu električne struje. Prema objašnjenju pokusa jakost električne struje povećava se razmjerno (proporcionalno) električnom naponu kad se [[elektron]]i elastično odbijaju od atoma žive, a pad jakosti električne struje i emisija svjetlosti opažaju se kad se elektroni neelastično sudaraju sa živinim atomima. Neelastičnim sudarom elektroni svoju [[kinetička energija|kinetičku energiju]] prenose na atome živinih para koji se zbog dobivene [[električna energija|energije]] uzbude (njihovi elektroni preskoče iz orbitale manje energije u orbitalu veće energije) i pri povratku emitiraju svjetlost. Elektroni nakon neelastičnog sudara ([[sraz]]a) ostaju bez energije, sporo se gibaju i ne stižu do [[anoda|anode]], što se očituje kao slabljenje jakosti električne struje. Skokovi jakosti električne struje pojavljuju se za promjene napona svakih 4,9 [[volt|V]], što odgovara energiji svojstvene [[valna duljina|valne duljine]] živine svjetlosti od 253 [[metar|nm]] koja u [[Apsorpcijska spektroskopija|apsorpcijskome spektru]] para žive odgovara prijelazu iz osnovnoga stanja atoma na razinu iznad osnovnoga stanja:
:<math> h \cdot \nu = e \cdot U </math>
gdje je: ''h'' - [[Planckova konstanta]], ''ν'' - [[frekvencija]] [[svjetlost]]i (''ν = c/λ''), '''e''' - [[elementarni električni naboj]], to jest [[električni naboj]] [[elektron]]a, ''U'' - [[električni napon]], ''c'' - [[brzina svjetlosti]] i ''λ'' - [[valna duljina]] svjetlosti.
=== Objašnjenje ===
Iste godine 1913. kad je [[Niels Bohr|N. Bohr]] postavio osnovna načela [[Kvantna mehanika|kvantne teorije]], ispitivali su J. Franck i G. L. Hertz [[sraz]]ove [[elektron]]a s [[atom]]ima [[živa|živinih]] [[para]]. Oni su upotrijebili kao [[katoda|katodu]] užarenu [[volfram]]ovu nit. [[Anoda]] je bila [[žica|žičana]] mreža, kroz koju su prolazili elektroni i padali na ploču, od koje je vodila [[električna struja]] preko osjetljivog [[galvanometar|galvanometra]]. Elektroni koji su se isparivali iz niti bili su ubrzani [[električni napon|električnim naponom]] i bacani na atome. Franck i Hertz mogli su električni napon po volji jačati tako da su proizvodili zrake elektrona sve veće [[brzina|brzine]]. Dok su brzine elektrona male, elektroni se odbijaju od atoma, kao od krute stijene. Oni ne mogu prenijeti svoje energije na mnogo teže atome [[plin]]a (žive). Pokusom se opaža da [[električna struja]] razmjerno (proporcionalno) raste kako se povećava električni napon. No najedanput kod određenog električnog napona struja postigne maksimum i, kad se električni napon dalje povećava, električna struja naglo oslabi. Elektroni se dakle zaustavljaju, predavajući atomima svoju [[kinetička energija|kinetičku energiju]]. Ta njihova [[energija]] sada je upravo dovoljna da atomi prijeđu iz stabilnog stanja s energijom ''E<sub>1</sub>'' u prvo pobuđeno stanje s energijom ''E<sub>2</sub>''. Franck i Hertz su pokusima pokazali, da postoji čitav niz određenih električnih napona, kod kojih nastupa takav neelestični [[sraz]] između elektrona i atoma. Umnožak ''e∙U'' znači energiju koju ima elektron kad prođe električni napon ''U'' i te diskontinuirane vrijednosti ''e∙U<sub>1</sub>'', ''e∙U<sub>2</sub>'', ''e∙U<sub>3</sub>'', …, pokazuju direktno "ljestvicu" energije atoma.
Franck-Hertzov pokus omogućuje također da se pokusom dokaže [[Bohrov model atoma|drugi Bohrov postulat]]. Pri neelastičnim srazovima bivaju atomi potaknuti na emisiju svjetlosti. Odašiljući [[Svjetlosni kvant|kvante svjetlosti]] ([[foton]]e), atomi se vraćaju u stabilna stanja. Prema Bohrovu postulatu, moraju se energije kvanata svjetlosti podudarati s kritičnim veličinama električnog napona. Iz jednadžbe:
:<math> h \cdot \nu = e \cdot U </math>
slijedi uvrštenjem brojčanih vrijednosti u jednadžbu:
:<math> U (\mbox{volt}) \cdot \lambda (\mbox{nanometar}) = 1\,240 </math>
Ovu teoretsku jednadžbu usporedit ćemo s pokusima na živinim parama. Franck i Hertz su našli da prvi [[rezonancija|rezonantni]] udarac nastupa kod električnog napona od 4,9 V. Pri tom naponu pojavljuje se živina [[Apsorpcijska spektroskopija|spektralna linija]] s [[valna duljina|valnom duljinom]] od 253,7 [[metar|nm]]. Kako se vidi umnožak 4,9 ∙ 253,7 = 1 240 slaže se s prethodnom jednadžbom.
Udarcem elektrona može atom prijeći na neki viši energetski nivo. Tad ne mora atom odmah pasti u stabilno stanje. On može prijeći u bilo koji niži energetski nivo. Zbog toga se pojavljuje u emitiranoj svjetlosti ne samo frekvencija koja odgovara padu u stabilno stanje, nego i manje frekvencije koje odgovaraju skokovima između bližih energija. Usporedba Franck-Hertzov pokusa sa [[spektralna analiza|spektralnom analizom]] značila je punu pobjedu Bohrovih postulata. Time je neposredno dokazano da se spektralni termi podudaraju s diskontinuiranim energijama atoma. <ref> [[Ivan Supek]]: "Nova fizika", Školska knjiga Zagreb, 1966.</ref>
== Izvori ==
{{izvori}}
{{Nobelova nagrada za fiziku}}
| |||