1914年，弗兰克和赫兹在研究中发现电子与原子发生非弹性碰撞时能量的转移是量子化的。

他们的实验装置主要是一只充气三极管。

电子从加热的铂丝发射，铂丝外有一同轴圆柱形栅极，电压加于其间，形成加速电场。

电子多穿过栅极被外面的圆柱形板极接受，板极电流用电流计测量。

当电子管中充以汞蒸气时，他们观测到，每隔

4.9伏电势差，板极电流都要突降一次。

如在管子里充以氦气，也会发生类似情况，其临界电势差约为21伏。

他们的精确测定表明，电子与汞原子碰撞时，电子损失的能量严格地保持

4.9电子伏，即汞原子只接收

4.9电子伏的能量。

在本实验中可观测到电子与汞蒸汽原子碰撞时的能量转移的量子化现象。

弗兰克赫兹实验为能级的存在提供了直接的证据，对玻尔的原子理论是一个有力支持。