Seperti yang kita ketahui bahwa atom terdiri dari inti atom di pusatnya yang dikelilingi oleh elektron. Elektron dalam model atom Bohr terletak pada kulit-kulit atom (n), mulai n=1,2,3 dst tergantung pada ataom unsurnya. untuk tulisan kita kali ini mari kita gunakan model atom berelektron tunggal.
Seperti yang kita ketahui untuk berpindah dari kulit n=1 ke n=2 elektron memerlukan energi untuk tereksitasi, sebaliknya untuk berpindah dari n=2 ke n=1 elektron melakukan radiasi berupa foton. Percobaan Franck-Hertz menunjukkan bahwa untuk berpindah ke ke kulit lebih luar maka elektron membutuhkan energi untuk eksitasi. Skema percobaannya adalah sebagai berikut
Elektron yang dipanaskan oleh filamen pemanas akan meninggalkan katoda kemudian akan dipercepat dengan beda potensial V, elektron dengan energi V elektron-volt akan menembus kisi dan akan menuju plat anoda.
Grafik hasil percobaan adalah sebagai berikut :
Dari grafik didapatkan bawa arus akan bergerak naik pada awalnya dan akan berhenti pada posisi puncak gelombang, hal ini menunjukkan bahwa besar energi (ev) pada puncak gelombang digunakan elektron untuk melakukan eksitasi ke tingkat kulit selanjutnya, hal ini juga ditandai dengan penurunan arus. Setelah itu arus akan bergerak kembali naik dan saat mencapai puncak gelombang, maka energi telah cukup digunakan elektron untuk eksitasi ke tingkat kulit selanjutnya (lagi).
