چگونگی تحقیق و آزمایش

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 25 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

چگونگی تحقیق و آزمایش

روشهای علمی تحقیق و تجربه در حال حاضر در صنایع سرامیک به انواع مختلف در آزمایشگاه ها مورد بررسی قرار میگیرد. در این خصوص سه قسمت اصلی وجود دارد که تقریباً با یکدیگر نیز ارتباط دارند.

تحقیق خالص : بررسی در مورد طبیعت مواد سرامیکی، علل وجود و عکس العمل آنها با یکدیگر را شامل می شود. نتیجة این تحقیقات تحولات جدید و رفع عیوب گذشته است.

توسعه : پیشرفت منظم و سیستماتیک به منظور رسیدن به هدفی مشخص در صنعت را توسعه گویند.

کنترل : مشاهدة منظم در بررسی میزان مواد، خط تولید و تولیدات نهائی جهت نیل به یک نتیجة هماهنگ و همچنین بررسی مشکلات و نواقص و نیز چگونگی رفع آنها را کنترل گویند.

روشهائی که در هر قسمت ذکر خواهد گردید ممکن است که در مورد یک یا چندین بخش صادق باشد. بعضی از روشها در این قسمت به تفصیل شرح داده خواهد شد و برخی دیگر احتیاج به وسایل گران قیمت و نیز تکنسین های ماهر را دارد که در این مباحث سعی میشود اصول اولیة آنها شرح داده شود.

اغلب اوقات در زمان کار در آزمایشگاه سرامیک احتیاج میباشد که نمونه ای مشابه آنچه که در تولید مورد استفاده قرار میگیرد ساخته شود. بدین منظور لوازم و دستگاههائی با مقیاس کوچکتر و مشابه انچه که در صنعت موجود میباشد در آزمایشگاه نیز مورد مصرف قرار میگیرد. از انواع این نوع ماشین آلات می توان آسیاب فکی، آسیاب چرخشی، بال میل، بهم زن، مخلوط کن، الک، مغناطیس، فیلتر پرس، پاک میل، اکسترود، پرس های دستی، خشک کن، کوره آزمایشگاهی، اره های الماسی، سنباده و سایر ماشین آلات را نام برد. امروزه اغلب کارخانجاتی که ماشین آلات صنعتی تولید می کنند نمونة آزمایشگاهی آنرا نیز تهیه کرده که جهت آزمایشگاه مورد استفاده قرار میگیرد.

ثبت تست های آزمایشگاهی :

احتیاج جهت نگارش دقیق متدهای آزمایش – نمونه ها و چگونگی تهیه آنها همواره از اهمیت خاصی برخوردار است. اصول کار بدین ترتیب است که از هر نمونه ای که وارد آزمایشگاه میشود بایستی تاریخ ورود، محل اصلی و هر گونه آزمایشی که بر روی آن انجام میگیرد بدقت در دفتر مخصوصی ثبت گردد. بدین ترتیب در صورت احتیاج به هر نمونه با رجوع به آن قسمت میتوان مشخصات نمونة مربوطه را مورد بررسی قرار داد.

تجزیة شیمیایی

تجزیة شیمیایی موارد مصرف بسیار گسترده ای در قسمتهای تحقیق، توسعه و کنترل را دارد. حتی در مواردیکه بررسی در مورد مواد خام سرامیکی و ترکیبات آن احتیاج به روشی به جز متد تجزیة شیمیائی را داشته باشد. اطلاع در مورد عناصر متشکله مواد خام، بدنه و لعاب ها و نیز تمام محصولات سرامیکی اغلب بسیار مفید میباشد ولی از جهت آنکه تجزیة شیمیایی مواد سیلکاتی به روش کلاسیک آن اغلب یک هفته بطول میانجامد بدین جهت این متدها برای آزمایشات روزمره مورد استفاده قرار نمیگیرد. گاهی اوقات وجود یک یا دو عنصر بررسی شده و برای آنها نیز روشهای خاص و سریعی بکار برده میشود.

امروزه لوازم تجزیة الکتریکی سرعت فراوانی به تجزیه های شیمیائی بخشیده است و از آنها میتوان برای کنترل مواد و غیره کمک گرفت.

تجزیة با روش کالریمتری Colorimetrc Analysis

تست رنگی جهت تجزیة کیفی امروزه بسیار رایج میباشد. استفاده از رنگ جهت تعیین نوع عنصر زمانی کاملاً میسر است که فقط یک رنگ در محلول ایجاد گردد و عامل دیگری در محلول موجب تغییر رنگ نگردد. نوع کار بدین صورت است که عنصر مورد نظر را بصورت محلول در آورده و سپس یک نوع معرف به آن اضافه می کنند. بر اساس مقایسة نوع رنگ و نیز میزان آن (پر رنگ و یا کم رنگ) با محلول دیگری که دارای استاندارد ثابتی میباشد و قبلاً در آزمایشگاه تهیه شده است نوع عنصر و مقدار آن بطور تقریبی بدست میآید.

کاربرد تجزیه به روش کالریمتری در صنعت سرامیک ابتدا در سال 1906 جهت تشخیص میزان حلالیت سرب (لعابهای سربی) در محلولهای مختلف مورد آزمایش قرار گرفت. برای این منظور نوعی محلول را که میزان کمی حالت اسیدی داشته باشد (مانند سرکه، آب لیمو و غیره) را مدتی در مجاورت لعاب های سربی قرار داده و اگر احیاناً میزان سرب آزاد در لعاب زیاد باشد مقداری از آن در محلول حل خواهد گردید. در این حال تعیین وجود سرب در محلول بخاطر میزان ناچیز آن با روشهای دیگر بسیار مشکل میباشد. ولی با عبور دادن گاز SH2 (که در اینجا نقش معرف را دارد) و بوجود آمدن سولفات سرب، رنگ محلول نیز تغییر نموده و میزان وجود سرب در محلول مشاهده میگردد در مورد کالیریمتری چشم غیر مسلح انسان قادر است که اکثر رنگها را با یکدیگر فرق گذاشته و میزان شدت رنگ را مشاهده نماید ولی هیچگاه نمیتواند دقیقاً تشخیص دهد که یک رنگ چند درجه از رنگ دیگر روشنتر و یا تاریکتر است.

متدی که از چشم انسان دقیقتر عمل می نماید استفاده از دستگاه های مجهز به چشم الکتریکی می باشد.

در نوع اسپکتر ابتد ا نور از یک روزنه عبور نموده و سپس پس از عبور از یک فیلتر حرارتی به دو جهت منعکس شده قبل از آنکه به چشم الکتریکی که بیک گالوانومتر

مقاله درباره آزمایش های فیزیک

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 13

آزمایش 1

هدف آزمایش: آشنایی با وسایل اندازه‌گیری

کولیس مدل ورنیه

دستگاهی است برای اندازه‌گیری قطر داخلی و قطر خارجی و عمق که از شاخک‌های کوتاه برای اندازه‌گیری قطر داخلی و از شاخک‌های بلند برای اندازه‌گیری قطر خارجی و از زائده انتهایی آن برای تعیین عمق استفاده می‌شود. وارون تعداد درجات ورنیه = حساسیت ورنیه

ورنیه

خط کش متحرک کولیس نامش ورنیه است که روی شاخک لغزنده قرار گرفته است و دارای درجه‌بندی مشخصی است و مقدار اندازه‌گیری را تا دهم میلیمتر ممکن می‌سازد. ورنیه از 10 قسمت مساوی تشکیل شده است که باعث تا 1/0 میلیمتر می‌شود. این در حالی است که در بعضی از کولیس‌ها 19 میلیمتر به 20 قسمت و 49 میلیمتر به 50 قسمت تقسیم می‌شود که در آنها اندازه‌گیری 20/1 تا 50/1 میلیمتر انجام می‌شود.

اندازه هر درجه ورنیه

دقت ورنیه

هر گاه صفر ورنیه با صفر خط کش منطبق باشد انتهای تیغه بر انتهای خط کش منطبق می‌شود.

در آزمایشی قطر داخلی یک لوله پلاستیکی برابر mm22 و قطر داخلی آن برابر mm8/24 بود.

ریزسنج (میکرومتر)

دستگاهی است که برای اندازه‌گیری ضخامت ورقه‌ها و قطر سیمهای نازک مورد استفاده قرار می‌گیرد.

وسایل لازم

کمان، سندان، زبانه، کلاهک و هرزگرد

توصیف شکل ظاهری و نحوه کار ریزسنج

از یک مهره و یک پیچ درست شده که در آن مهره استوانه‌ای شکل قرار داد تو خالی که سطح خارجی آن درجه‌بندی شده است و پیچ آن در داخل کلاهکی قرار دارد که می‌تواند در داخل مهره جابه‌جا شود، کلاهک این پیچ روی سطح خارجی مهره حرکت می‌کند. پیچ هرز گرد با حرکت خود صدایی ایجاد می‌کند و زبانه متحرک جابه‌جا نمی‌شود. پیچ هرز گرد کلاهک را بر روی مهره جابه‌جا می‌کند اگر یک دور بچرخد زبانه متحرک نیم میلیمتر جابه‌جا می‌شود فاصله بین دو دندانه پیچ نیم میلیمتر است.

ریزسنج دارای دو درجه‌بندی است، که یکی روی استوانه داخلی به صورت قائم و دیگری اطراف محیط استوانه خارجی می‌باشد که اولی برای خواندن اعداد صحیح و دومی برای خواندن اعداد اعشاری می‌باشد. هر درجه‌بندی موجود بر روی کلاهک 01/0 میلیمتر است.

بنابراین ارزش درجات خط کش بر حسب میلی‌متر و کلاهک بر حسب صدم میلی‌متر است.

در آزمایشی ضخامت یک سوطن 82/0 میلی‌متر و ضخامت یک سیم نازک لاکی برابر 13/0 میلی‌متر و ضخامت یک ورق کاغذ برابر 09/0 با استفاده از ریزسنج تخمین زده شد.

آزمایش 2

هدف آزمایش: بستن یک مدار الکتریکی

وسایل آزمایش: آمپرسنج، ولت‌سنج، ترانسفورماتور، سیم و لامپ

در این آزمایش آمپرسنج به طور متوالی و ولت‌سنج به صورت موازی با لامپ قرار می‌گیرند.

محاسبه حساسیت آمپرسنج و ولت‌سنج در رنج‌های مختلف

تعداد کل درجه / حداکثر درجه = حساسیت دستگاه

در رنج 3-0 دقت آن 1/0 آمپر است. 3-0

در رنج 6/0-0 دقت آن 02/0 آمپر است. 6/0-0

در رنج 15-0 دقت آن 5/0 ولت است. 15-0

در رنج 3-0 دقت آن 1/0 ولت است. 3-0

I

V

5/0

2

در رنج 3-0

8/0

5/3

دلیل راست بودن خط نمودار این است که در دمای ثابت اختلاف پتانسیل به شدت جریانی که از آن می‌گذرد مقدار ثابت است.

آزمایش 3

هدف آزمایش: اندازه‌گیری شتاب ثقل زمین (g) به وسیله ماشین آتود

وسایل آزمایش: ماشین آتود، سرباره m و وزنه‌هایی با جرم معین M

ماشین آتود

از یک قرقره، مقداری نخ و دو وزنه به جرم‌های و تشکیل شده است که در آن . با استفاده از قانون دوم نیوتن که است شتاب حرکت وزنه‌ها از رابطه‌های زیر بدست می‌آید:

با استفاده از معادله حرکت و با اندازه‌گیری مسافت و زمان شتاب حرکت وزنه‌ها از رابطه‌ی روبرو بدست می‌آید:

روش آزمایش

دستگاه را آزاد نموده، زمان‌سنج را بکار می‌اندازیم پس از طی زمان x زمان‌سنج را از کار می‌اندازیم، بدین ترتیب زمان حرکت اندازه‌گیری می‌شود. با اندازه‌گیری شتاب حرکت وزنه‌ها محاسبه می‌شود:

میانگین

خطای مطلق

خطای نسبی

مقاله درباره آزمایش های ساده علوم

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 15

آزمایش های ساده علوم

بعضی سنگ ها از بقیه سنگین ترند

مواد مورد نظر :

سنگ های دسته بندی شده از لحاظ اندازه و وزن

ترازوی دو کفه ای

چسب سفید

توجه :

اگر در کلاستان ترازوی دوکفه ای ندارید. با استفاده از چوب رخت آویز و سطل های پلاستیکی می توانید یک ترازوی ساده درست کنید. این ترازو برایا ین فعالیت به اندازه کافی دقیق خواهد بود.

1- سطل ها را با سوراخ کن سوراخ کنید

2- سطل ها را با نخ به رخت آویز وصل کنید

3- نخ ها را روی رخت آویز آنقدر جلو و عقب ببرید تا سطل ها کاملا موازنه سوند.

می دانیم که سنگ ها رنگ های مختلفی دارند. بعضی صاف و بعضی ناصاف هستند. آیا می توانید به موارد اختلاف دیگری فکر کنید؟ امروز می خواهیم ببینیم کدام سنگ ها از بقیه سنگین ترند. چند سنگ را نشان بدهید. بچه ها را تشویق کنید با اولین نگاه و سپس با لمس کردن بگویند کدام سنگ از همه سنگین تر و کدام از همه سبک تر خواهد بود.

ب) آزمایش

1- بچه ها را تشویق کنید در گروه های کوچک کار کنند. آنها احتیاج دارند هر بار دو تا سنگ بردارند و آنها را توی ترازوی دو کفه ای قرار دهند تا ببینند کدام سنگ از همه سنگین تر است. ( بگذارید هر گروه چند نوبت داشته باشد.)

2- بچه ها تصویر را به یک مقوا بچسبانند. سپس آنها یک سنگ سبک و یک سنگ سنگین را روی کفه های ترازو بچسبانند.

پ) نتایج را یکی کنید :

آیا یک سنگ سنگین پیدا کردی؟ آیا همان سنگی بود که شما فکر می کردید از همه سنگین تر است؟ آیا همیشه بزرگ ترین سنگ, سنگین ترین آنها است.

آزمایش های ساده علوم

آهنرباها

آهنرباها بعضی چیزها را جذب می کنند اما نه همه چیز را

آهنربا ها بعضی از فلز ها را جذب می کنند اما نه همه آنها را

بعضی آهنرباها قوی تر از دیگر آهنرباها هستند

آهنربا می تواند فلزات را از پشت سایر اشیاء جذب کند

آب

مایع شکل ظرفی را که در آن ریخته می شود به خود می گیرد

آب به سمت پایین جریان می یابد

جریان آب می تواند کار انجام دهد

ما می توانیم حالت مایع را با گرم کردن یا سرد کردن تغییر دهیم

وقتی آب یخ می بندد جای بیشتری را می گیرد

جامد را می توان به مایع تبدیل کرد ( یخ آب می شود)

تکه های کوچک یخ سریع تر از تکه های بزرگ آب می شوند

در هوا آب وجود دارد

آب بخار می شود

بعضی چیزها در آب شناور می مانند و بعضی در آب فرو می روند

هوا

هوا جا می گیرد

جریان هوا کار انجام می دهد

ماشین های ساده

اشیاء روی سطح هموار آسان تر از سطح ناهموار حرکت می کنند

چرخ کار را آسان می کند

سطح شیبدار کار را آسان می کند

سنگ ها

سنگ ها اندازه های مختلفی دارند

سنگ ها رنگ های مختلفی دارند

بعضی سنگ ها نرم و صاف و بعضی دیگر زبر و سخت هستند

بعضی سنگ ها از بقیه سنگین ترند

آزمایش های ساده علوم

آهنربا ها بعضی چیزها را جذب می کنند اما نه همه چیز را

مواد مورد نیاز :

آهنربا

مداد پاک کن

کلیدهای فلزی

گیره های کاغذی

چند سنجاق سر

پر

میخ

مدادهای شمعی

کش

چوب پنبه

توجه :

اگر دانش آموزان شما خردسال هستند, چیزهاییس را انتخاب کنید که قابل بلعیدن نباشند, یا آزمایش را در گروه های کوچک و تحت نظارت دقیق انجام دهید.

الف ) بحث

همه اشیایی را که در آزمایش استفاده می شود نشان دهید.

آیا فکر می کنید که یک آهنربا این ----- را بر می دارد؟ چرا؟

تحقیق درباره خلاصه آزمایش تعیین مقدار ایبوپروفن

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 28

خلاصه آزمایش تعیین مقدار ایبوپروفن

Ibuprofen 400 mg

Ibuprofen Assay

وسایل مورد نیاز:

هاون

ارلن 300

فنول فتالئین

سود 0.1

پیپت

تهیه محلول نمونه :

ابتدا 10 قرص از هر سری تهیه شده را در هاون می کوبیم تا پودر شود سپس از هر سری مقدار 650 میلی گرم وزن می کنیم. برای راحتی کار از توزین مضاعف استفاده می شود. سپس مقدار اندازه گیری شده را داخل ارلن 300 میلی گرمی می‌ریزیم. در مرحله بعد به هر ارلن 50 سی سی الکل اضافه می‌کنیم مشاهده می کنیم که ایبوپروفن به راحتی در الکل حل می شود و فقط مواد جانبی باقی می‌ماند.

سپس به این محلول 3 قطره فنل فتالئین TS اضافه کرده و تا 30 ثانیه بر روی استیرر قرار می‌دهیم. درمرحله بعد محلول بدست آمده را با NAOH 0.1 نرمال تیتر می‌کنیم.

تهیه محلول استاندارد:

برای تهیه محلول استاندارد مقدار 200 میلی گرم از پودر استاندارد را وزن کرده و در50 سی سی الکل حل خواهیم کرد. محلول را در ارلن 300 ریخته و به آن 3 قطره فنل فتالئین اضافه می کنیم. و در مرحله بعد با NAOH 0.1 نرمال تیتر می‌کنیم. درآخر مقدار سود مصرفی را یادداشت می‌کنیم.

فنل فتالئین TS: 100 میلی گرم فنل فتالئین جامد را با الکل 96% به حجم 10 سی سی می‌رسانیم.

NAOH 0.1N: 4 گرم سودخشک با آب به حجم 1000 سی سی می‌رسد. و با کمک فرمول زیرقرص ایبوپروفن تعیین مقدار می شود:

MgIbuprofen=(V.A.W)/Wt

=v حجم سود مصرفی

=A ضریب سود= حجم سود مصرفی برای پودر استاندارد/ وزن پودر استاندارد

=Wt وزن پودر برداشتی

=W وزن متوسط قرصها

نتایج بدست آمده طبق استاندارد BP2000 باید بین 360-440 میلی گرم در هر قرص باشد.

مثال:

دراین مثال 4 سری مختلف ایبوپروفن داریم که هدف تعیین مقدار هر سری می باشد. در این تست از توزین مضاعف استفاده می شود.

وزن پودر برداشتی

سری

گرم 7076/0

گرم 7305/0

A63

گرم 6762/0

B64

گرم 7163/0

B64

گرم 2356/0

استاندارد S

پس از ریختن هر سری داخل ارلن و اضافه کردن الکل و اضافه کردن فنول فتالئین با سود 0.1 تیتر می‌کنیم.

مقدار سود مصرفی طبق جدول زیر می باشد.

NAOH 0.1 مصرفی

سری

سی سی19.3

A63

سی سی19.8

B63

سی سی19

A64

سی سی19

B64

سی سی11.6

محلول استاندارد

طریقه تعیین مقدار ایبوپروفن:

Mg Ibuprofen=(V.A.W)/Wt

=v حجم سود مصرفی

=A ضریب سود= حجم سود مصرفی / وزن پودر استاندارد

=Wt وزن پودر برداشتی

=W وزن متوسط قرصها

وزن متوسط قرصها:

682 میلی گرم=A 63 693میلی گرم=B 63

686میلی گرم=A64 682 میلی گرم=B 64

نتایج بدست آمده:

372 میلی گرم=A 63 378میلی گرم=B 63

388.18میلی گرم=A64 326.176 میلی گرم=B 64

نتایج طبق استاندارد BP2000 بین 360-440 میلی گرم می باشد. پس قرصهای تهیه شده قابل استفاده می باشد.

تحقیق در مورد آزمایش فیزیک

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 13 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

مقدمه

بزرگترین آزمایشگاه فیزیک ذرات جهان

ایرنا: سازمان اروپایى تحقیقات هسته اى یا «سرن» واقع در ژنو به عنوان بزرگترین آزمایشگاه فیزیک ذرات جهان، هفته گذشته پنجاهمین سال فعالیت خود را جشن گرفت. فعالیت این سازمان، درک بشر از کهکشان ها را به میزان قابل توجهى افزایش داده و همکارى هاى علمى بین المللى را در این زمینه تقویت کرده است. دولت سوئیس به عنوان هدیه پنجاهمین سال تولد «سرن»، مرکزى به نام «جهان علم و نوآورى» را که یک مرکز شبکه اى جدید و نیز مکانى براى بازدید علاقه مندان است، به این سازمان اهدا کرد. در سازمان اروپایى تحقیقات هسته اى که هدف آن «کشف رازهاى مبداء جهان» اعلام شده است، دانشمندانى از80 کشور جهان فعالیت دارند و حدود 6 هزار و 500 دانشمند دیگر از بیش از500 دانشگاه و مرکز تحقیقاتى دانشمند میهمان آن محسوب مى شوند. به گفته «چارلز کلایبر» وزیر علوم و پژوهش هاى سوئیس، در50 سال گذشته سازمان اروپایى تحقیقات هسته اى کانون همایش و ملاقات دانشمندان مختلف جهان با ریشه هایى از تمامى ملت ها، فرهنگ ها، مذاهب و اقوام بوده است. کلایبر در مراسم جشن پنجاهمین سالگرد تاسیس «سرن» گفت: «در این مرکز مناقشات و دشمنى هاى سیاسى به هیچ وجه راه ندارد و حکمفرمایى همین روحیه باعث شده است این سازمان بتواند در چگونگى شکل گیرى تفکر انسان نسبت به طبیعت و آغاز جهان کمک هاى قابل ملاحظه اى داشته باشد.»

سازمان تحقیقات هسته اى اروپا که در سال1954 توسط 12 کشور بنیان نهاده شد، یکى از نخستین طرح هاى مشترک اروپایى است. مقر این سازمان در ژنو است اما آزمایشگاه بسیار عظیم آن که در زیر زمین قرار دارد، عملاً وارد خاک فرانسه مى شود. وزیر علوم سوئیس گفته است «سرن» در عین حال که یک سازمان سوئیسى است یک سازمان فرانسوى و اروپایى نیز هست. فعالیت هایى که در طول سال هاى گذشته در سازمان تحقیقات هسته اى اروپا انجام شده منجر به سه جایزه نوبل و نیز پیشرفت هاى چشمگیر در زمینه فناورى و مهندسى شده است. یکى از مشهورترین ابداعات مرکز تحقیقات هسته اى اروپا، علامت «دبلیو دبلیو دبلیو» (www) است که هر روز ده ها میلیون کاربر رایانه در سراسر جهان براى ارتباط با یکدیگر از آن استفاده مى کنند. دبلیو دبلیو دبلیو یا شبکه سراسرى جهانى در اوایل دهه 1990 به منظور ایجاد ارتباط میان متخصصان فیزیک ذرات در «سرن» ابداع شد. سازمان تحقیقات هسته اى اروپا در زمینه تکمیل شتاب دهنده هاى ذرات نیز نقش بسیار مهمى داشته است. این شتاب دهنده ها با استفاده از میدان هاى الکترومغناطیس، موج هایى از ذرات با انرژى بسیار زیاد تولید مى کنند که از آنها به عنوان ابزارى براى صنعت، داروسازى و تحقیقات استفاده مى شود. هم اکنون فعالیت هاى «سرن» عمدتاً روى تکمیل «برخورددهنده عظیم هادرون» (LHD) متمرکز است. دانشمندان انتظار دارند که با استفاده از این دستگاه فوق العاده قوى بتوانند درک انسان را از چهار نیروى بنیادى طبیعت به میزان بى سابقه اى افزایش دهند. انتظار مى رود دستگاه ال اچ دى که قرار است در سال2007 شروع به کار کند، عمیقاً به درون ماده نفوذ نموده تا این سئوال را پاسخ دهد که آیا در جهان چیزى به جز آنچه به چشم دیده مى شود، نیز وجود دارد؟

آزمایش فرانک - هرتز

بر اساس نظریه مکانیک کوانتومی می‌دانیم که دستگاههای اتمی مانند اتم هیدروژن کوانتیده‌اند و انرژی‌های مجاز گسسته‌اند بنابراین یک فوتون با انرژی h) hv ثابت پلانک و v فرکانس نور است) تنها در صورتی می تواند توسط اتم جذب شود که انرژی آن با اختلاف انرژی بین دو حالت مجاز در ساختمان اتم برابر باشد. ممکن است این سوال در ذهن ایجاد شود که آیا می‌توان انرژی یک دستگاه کوانتیده را از طریق برخورد با ذرات دیگر، مانند الکترون نیز تغییر داد. آزمایش فرانک - هرتز در مقام پاسخ گفتن به این سوال طراحی و اجرا شده است. تاریخچه برای نخستین بار در سال 1914 آزمایش فرانک و هرتز نشان داد که بر انگیختگی انتها توسط بمباران ذره‌ای امکان‌پذیر است و کوانتش انرژی بر این فرآیند نیز حاکم است.

آزمایش فرانک هرتز در مورد اتم هیدروژن

فرض کنید اتمهای هیدروژن ، در حالت پایه ، توسط یک باریکه انرژی از الکترونهایی که انرژی جنبشی آنها از 10.2 الکترون ولت (انرژی برانگیختگی اولین حالت برانگیخته هیدروژن) کمتر است بمباران شوند. چون اتم هیدروژن در حالت پایه نمی‌تواند انرژی خود را کمتر از این تعداد افزیش دهد الکترونها با اتمهای هیدروژن بطور کاملا کشسان برخورد می‌کنند (برخورد کشسان) و انرژی جنبشی کل ذرات خروجی در این برخورد، با انرژی جنبشی کل ذرات ورودی کاملا برابر است

. از طرف دیگر، الکترونهای تک انرژی که انرژی جنبشی آنها دقیقا برابر با 10.2 الکترون ولت است با اتمهای هیدروژن در حالت پایه برخورد می‌کنند و این برخورد می‌تواند غیر کشسان باشد. در این حالت با تبدیل انرژی جنبشی اولیه الکترون به انرژی داخلی اتم هیدروژن ، این اتم یک گذار به ترازهای بالا ، از حالت پایه به اولین حالت برانگیخته ، انجام می‌دهد. اتمهایی که به این طریق به یک حالت برانگیخته می‌رسند پس از آن می‌توانند با گسیل یک فوتون با انرژی 10.2 الکترون ولت ، به حالت پایه واپاشیده شوند.

اگر الکترونهای بمباران کننده دارای انرژی جنبشی بیشتر از 10.2 الکترون ولت باشند، نیز برخورد کشسان خواهد بود، فقط مقدار 10.2 الکترون ولت به انرژی داخلی برانگیختگی اتم تبدیل خواهد شد. انرژی جنبشی باقیمانده به صورت انژی جنبشی الکترون خروجی ظاهر می‌شود. با افزایش باز هم بیشتر انرژی ذرات بمباران کننده ، اتمها می‌توانند به دومین حالت برانگیخته و به حالتهای بالاتر برسند. در هر کدام از این برخوردهای غیر کشسان ، اتم فقط آن