Franck und Hertz zeigen 1913/14, dass die Zusammenstöße von Elektronen mit Gasmolekülen (hier Neon) elastisch sind, solange die Energie der Elektronen unterhalb einer bestimmten Schwelle liegt. Wird die Schwellenenergie erreicht, treten unelastische Stöße auf und das Neon strahlt rotes Licht ab. Die Energieübertragung erfolgt dabei nach der Quantentheorie nur in ganzen Vielfachen der Schwellenenergie. Deshalb sieht man im Neonrohr nacheinander diskrete Schichten aufleuchten.