直接验证*玻尔理论中能级概念的电子碰撞实验。由物理学家弗兰克和古斯塔夫·路德维希·赫兹于1914年首次实现，故名。在低压汞蒸气电子管中使电热丝发出的电子通过电压加速后，与汞原子相碰。当电压逐渐增加时，电流也开始逐渐增加，说明这时电子与汞原子的碰撞是弹性碰撞。但当电压加到4.9伏时，电流突然下降，同时发出波长2 537×10¹⁰米的光。这说明此时的碰撞是非弹性碰撞，电子将其动能全部交给了汞原子；汞原子在一次吸收这许多能量后就从基态跃迁到了上面一个能级，而所发光子的能量也正好是被激发的原子从这能级跳回到基态时所放出的能量4.9电子伏。如果此后电压再加高，则还可得到汞原子的其他一系列能级，从而证实了*玻尔关于原子能级的理论。