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 C on katodi. Katodina toimii hehkulanka, josta irtoaa jännitteen U_H vaikutuksesta elektroneja. Katodin ja keskimmäisen elektrodin A välillä oli säädettävä jännite U₁, jonka vuoksi elektronit joutuvat kiihtyvään liikkeeseen. Kiihdytetyt elektronit kulkevat verkkomaisen elektrodin A läpi. Elektrodin A ja anodin S välillä on pieni jännite U₂ (U₂U₁), minkä vuoksi kiihdytetyillä elektroneilla tulee olla tietyn suuruinen liike-energia, jotta ne pääsevät anodille. Anodille saapuvat elektronit havaitaan sähkövirtana.

Jännitettä U₁ kasvattaessaan Franck ja Hertz havaitsivat sähkövirran kasvavan kunnes se putosi 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 putoaa lähes nollaan jännitteen arvolla 4,9 V. Sama toistuu jännitteillä, jotka ovat 4,9 V:n monikertoja.

Selitä, miten havaittu jännite–sähkövirta-riippuvuus liittyy elohopea-atomien ominaisuuksiin.

---

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.