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Práctica # 9. 
 
Experimento de Frank – Hertz. 
 
 
 
 
 
Por: Carolina Ospina M. 
Eliana López V. 
Yonier H. Zuleta A. 
 
 
 
 
 
Presentado a : Raul Zuluaga. 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA 
Pereira, Mayo 21 de 2002 
 
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OBJETIVOS. 
 
Estudiar la cuantización de la energía en choques inelásticos. 
 
Determinar las características más importantes del experimento de 
Frank – Hertz. 
 
Determinar la longitud de onda de la primera línea de excitación de los 
átomos de mercurio. 
 
DESCRIPCIÓN. 
 
Se conectó el horno a 110 voltios, encendiéndolo con el interruptor 
que estaba en el cable de conexión. Se ajustó la perilla del termostato 
alrededor de 150°. Se espero de 10 a 15 minutos hasta que la 
temperatura se elevó aproximadamente a 170°. Posteriormente, se 
encendió al unidad de control. Cuando se alcanzó la temperatura 
deseada se ajustó la perilla HEATER a 5.5 voltios. Se aplicó el voltaje 
de frenado Dv = 1.5 V. Luego se encendió el osciloscopio. En la unidad 
de control se paso el interruptor que estaba debajo de la perilla del 
voltaje acelerador Va, a la posición RAMP. Se ajustó la perilla de 
amplitud a la mitad. Los canales X y Y del osciloscopio estaban en 0.5 
V/cm. Se elevó lentamente el voltaje acelerador Va a partir de 0V y se 
observó en la pantalla la curva que se formó, se contaron los mínimos 
y los máximos. Finalmente se tomó la diferencia de potencial entre 
mínimos de la curva. 
 
TABLAS DE DATOS. 
 
Temperatura del horno : 172°C 
Mínimos Diferencia de Potencial.(v) 
1-2 5 
2-3 5.1 
3-4 5 
4-5 4.9 
5-6 5 
Diferencia de Poten. Promedio 5 
 
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Máximos Diferencia de Potencial (V) 
1-2 4.9 
2-3 5.1 
3-4 5.1 
4-5 5 
5-6 5 
Diferencia de Poten. Promedio 5.02 
 
 
 
 
ANALISIS DE DATOS. 
 
1. Qué características presenta la curva observada en el 
osciloscopio. 
La curva presenta unos máximos y unos mínimos aproximadamente 
cada 4.9 ev y cada periodo la corriente Ic va aumentando. 
 
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2. Se produce un cambio en el valor de un mínimo cuando varia el 
potencial acelerador? 
Cuando el potencial acelerador comienza desde cero y se va 
aumentando, la corriente aumenta hasta llegar a un máximo, en 
donde cede la energía cinética al átomo de mercurio; este máximo 
se da cuando el potencial acelerador es igual a 4.9 voltios. Estos 
átomos no tendrán energía suficiente para superar el potencial 
retardador Dv, estos átomos serán detenidos por la rejilla 
presentándose así un mínimo; situación que también sucede cada 
que Ic sea múltiplo entero de 4.9 voltios. 
 
3. Por qué cambia el valor de los máximos y de los mínimos cuando 
aumenta el potencial acelerador? 
El valor de los mínimos y los máximos cambia porque en la primera 
fase que es hasta 4.9 v se presenta solo un choque inelástico de las 
moléculas de Hg, donde los electrones pierden su energía 
presentando el primer mínimo, luego el potencial acelerador se 
aumenta a 9.8 v donde las moléculas de Hg chocarán con los 
electrones que poseen 4.9 ev, donde los otros electrones pararán 
con la rejilla, en la cual se presentará un segundo choque con las 
moléculas de Hg, allí absorberán los 4.9 ev que poseían los 
electrones encontrándose así otro mínimo de Ic. 
4. Cuál es el significado de la diferencia de potencial entre los 
mínimos medidos? 
El significado de la diferencia de potencial entre los mínimos 
representa el valor de la energía que los electrones ceden a los 
átomos de mercurio. 
 
5. Determine el valor medio de la diferencial de potencial entre los 
mínimos medidos en la curva. 
El valor medio de la diferencia de potencial entre los mínimos es 5. 
 
6. Compare este valor con el valor esperado. 
|4.9 – 5 | / 4.9 = 0. 02 
Error porcentual = 2% 
 
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7. Con sus datos calcule la energía de excitación del átomo de 
mercurio, la frecuencia y la longitud de onda correspondiente: 
Contenido energético: E = hv 
Frecuencia de radiación emitida v = c/λ, donde c= 3.x 10 8 m/seg 
λ longitud de onda. 
 
h.= 6.625 x 10 - 34 j. Seg 
 
De las ecuaciones e/h = c/ λ 
λ = ch/e (1) 
 
E= ev 
 
λ = (3.x 10 8 x 6.625 x 10 
λ = 2.48 x 10 - 7 m 
- 34 )/5 x 1.6022 x 10 - 19 
 
Energía de excitación del átomo de mercurio v= c/ λ 
1.2 x 10 15 1/seg 
E = 6.625 x 10 
E = 8.011 x 10 
- 34 
 
- 19 
j.seg x 1.2 x 10 15 1/seg 
 
8. Compare la longitud de onda hallada con el valor conocido de 
253.7 nm. 
Longitud de onda hallada =2.48 x 10 - 7 m 
Longitud de onda conocida 253.7 nm 
|2.48 x 10 - 7 - 253.7 | /253.7 = 0.022 
Error porcentual 2.25% 
 
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CONCLUSIONES. 
 
• Se determinó que el primer estado excitado del mercurio es el 
de 5 voltios, por encima de su estado fundamental o base. 
 
• Este experimento consiste en la relación 
Materia materia radiación 
Electrón libre Electrón cautivo fotón 
 
En este experimento el electrón libre choca con el electrón 
cautivo, momento en el cual es excitado al absorber energía 
pasando a una orbita permitida superior no estable; luego este 
mismo electrón regresa a su órbita original emitiendo energía en 
forma de fotón. 
 
• Se determinó la longitud de onda de la primera línea de 
excitación de los átomos de mercurio. 
 
• Se estableció que no se produce un cambio en el valor de un 
mínimo cuando varía el potencial acelerador