James Franck (1882–1964) byl německý fyzik, nositel Nobelovy ceny, který se proslavil výzkumem interakce mezi elektrony a atomy. Jeho práce sehrála klíčovou roli v rozvoji kvantové fyziky a pomohla potvrdit existenci energetických hladin v atomech.
Vzdělání a vědecký začátek
James Franck se narodil 26. srpna 1882 v Hamburku. Studoval na univerzitě v Heidelbergu a později v Berlíně, kde ho ovlivnili fyzikové jako Max Planck a Emil Warburg.
Jeho kariéra se rozvíjela na univerzitě v Göttingenu, kde působil i jako profesor. Právě zde vznikl slavný experiment, který navždy změnil kvantovou fyziku. Při svých studiích Franck vycházel i z poznatků fyziků jako Robert Andrews Millikan, jehož práce na fotoelektrickém jevu poskytovala cenné experimentální podklady pro pochopení kvantové povahy energie.
Franck–Hertzův experiment
V roce 1914 provedl Franck ve spolupráci s Gustavem Ludwigem Hertzem (synovcem Heinricha Hertze) experiment, při kterém sledovali, jak elektrony narážejí do atomů rtuti. Výsledky ukázaly, že atomy absorbují energii po diskrétních (kvantovaných) dávkách.
Co experiment ukázal:
• Elektrony ztrácely určitou přesnou hodnotu energie (4,9 eV).
• Tato energie odpovídala přechodu elektronu v atomu rtuti na vyšší energetickou hladinu.
• Experiment tak podpořil Bohrův model atomu a celou kvantovou teorii.
Za tento přínos obdrželi Franck a Hertz v roce 1925 Nobelovu cenu za fyziku.
Emigrace a působení v USA
Po nástupu nacismu v roce 1933 Franck opustil Německo kvůli svému židovskému původu a morálním postojům vůči režimu. Nejdříve působil v Kodani u Nielse Bohra, později v USA, kde se zapojil do vědecké komunity na University of Chicago.
Franckova zpráva
V roce 1945, během závěrečné fáze projektu Manhattan, Franck inicioval vznik tzv. Franckovy zprávy (The Franck Report). Společně s dalšími vědci v ní varoval před neetickým použitím jaderné bomby proti civilnímu obyvatelstvu v Japonsku.
Zpráva doporučovala:
• předvedení bomby na neobydleném místě jako varování,
• mezinárodní kontrolu jaderných technologií,
• zvážení etických důsledků.
Zpráva nebyla vyslyšena, ale stala se symbolem vědecké zodpovědnosti. Franck tak předběhl svou dobu v přístupu k etickým otázkám vědy – podobně jako později J. Robert Oppenheimer.
Odkaz a význam
Franckův přínos přesahuje Nobelovu cenu. Zanechal stopu v oblastech:
• kvantové fyziky,
• atomové spektroskopie,
• etiky ve vědě.
Jeho jméno dnes nese i Franck–Condonův princip, který popisuje pravděpodobnost přechodů mezi vibračními hladinami molekul – důležité pro pochopení absorpce a emise světla v molekulární spektroskopii.
James Franck byl vědec s hlubokým porozuměním přírodním zákonům i silným morálním kompasem. Jeho experimenty patří k pilířům kvantové mechaniky a jeho postoj k odpovědnosti vědců zůstává inspirací dodnes.