James Franck ja Gustav Hertz palkittiin Nobelin fysiikan palkinnolla v. 1925 kokeestaan, jossa he tutkivat matalapaineista elohopeahöyryä. Elohopeahöyry (Hg) oli putkessa, jossa oli viereisen kytkentäkaavion mukaisesti kolme elektrodia.



Kaavion kohdassa K on katodi. Katodina toimii hehkulanka, josta irtoaa elektroneja. Katodin ja keskimmäisen elektrodin A välillä oli säädettävä jännite [[$ U_1 $]]​, minkä vuoksi elektronit joutuvat kiihtyvään liikkeeseen. Kiihdytetyt elektronit kulkevat verkkomaisen elektrodin A läpi. Elektrodin A ja anodin B välillä on pieni jännite [[$ U_2 $]]​, minkä vuoksi kiihdytetyillä elektroneilla tulee olla hieman liike-energiaa, jotta ne pääsevät anodille B. Anodille saapuvat elektronit havaitaan sähkövirtana.

Jännitettä [[$ U_1 $]]​ kasvattaessaan Franck ja Hertz havaitsivat sähkövirran kasvavan, kunnes se putoaa lähes nollaan jännitteen arvolla 4,9 V. Kun saavutetaan ensimmäinen sähkövirran huippuarvo, elohopeahöyryn havaittiin lähettävän ultraviolettisäteilyä, jolla oli tietty aallonpituus. Kiihdytysjännitettä kasvatettaessa ultraviolettisäteilyn aallonpituus pysyy samana. Sähkövirta kasvaa jännitteen kasvaessa, kunnes se putoaa lähes nollaan jännitteen arvolla 4,9 V. Sama toistuu jännitteillä, jotka ovat 4,9 V:n monikertoja.

1. Selitä, mitä katodilta lähteneille elektroneille ja elohopea-atomeille tapahtuu jännitteen ylittäessä 4,9 V.
2. Miksi sähkövirta laskee myös 4,9 voltin jännitteen monikerroilla? 
3. Laske havaittavan ultraviolettisäteilyn aallonpituus.

Franckin ja Hertzin koejärjestely on toteutettavissa myös muilla kaasuilla. Valokuvassa näkyy neonkaasun lähettämää oranssinpunaista valoa alhaalla olevan katodin C ja keskellä olevan verkkomaisen elektrodin A välissä.