弗兰克-赫兹实验是20世纪初物理学家詹姆斯·弗兰克和古斯塔夫·赫兹进行的一系列重要实验，旨在探索原子结构与能量量子化的现象。这项实验不仅为量子力学的发展提供了重要的实验证据，还直接证明了尼尔斯·玻尔提出的原子能级理论。

在弗兰克-赫兹实验中，科学家们设计了一个特殊的真空管，其中包含一种气体（如汞）和两个电极：一个阳极和一个阴极。通过将电子从阴极加速到阳极，并控制它们的速度，他们观察到了电流随电压变化的规律性波动。这些波动表明，当电子与原子碰撞时，只有特定的能量值能够被吸收，而其他能量则会被反射或散射。这一发现证实了原子内部存在离散的能量状态，即能级。

弗兰克-赫兹实验的关键在于它首次提供了直接证据支持量子化概念，即能量不是连续变化的，而是以最小单位（量子）的形式存在。这与经典物理学的观点截然不同，后者认为能量可以任意大小地变化。实验结果对理解原子结构和量子理论的发展具有里程碑意义，因此弗兰克和赫兹共同获得了1925年的诺贝尔物理学奖。

这项实验不仅加深了我们对物质基本性质的理解，也为后续研究奠定了基础，包括后来的薛定谔方程和海森堡不确定性原理等。弗兰克-赫兹实验展示了科学方法的力量——通过精确的实验设计和分析，可以揭示自然界最深层次的秘密。