Quando però l'energia cinetica dell'elettrone urtante raggiunge un valore tale da coincidere con l'energia di eccitazione (4,9 eV) della riga di risonanza del mercurio, gli urti divengono anelastici e tutta l'energia cinetica dell'elettrone viene trasmessa agli atomi di mercurio.

  Dopo tale urto l'energia residua dell'elettrone troppo piccola per superare il gradino di potenziale è tra griglia acceleratrice e collettore e pertanto si osserva una caduta della corrente di collettore.

  Aumentando ancora la tensione acceleratrice è possibile portare più volte un elettrone, nel suo percorso verso il collettore, alla velocità necessaria per un urto anelastico.

  Corrispondentemente la curva tensione corrente mostra i caratteristici massimi e minimi dalle cui distanze è possibile calcolare il potenziale di eccitazione della riga di risonanza del mercurio ed il quanto di energia necessario all' eccitazione.

  La figura seguente mostra il circuito di misura sul tubo di Franck-Hertz ed i collegamenti per il fornetto di riscaldamento del tubo: