Pour mettre en évidence l'émission d'énergie discontinue d'électrons libres par collision avec des atomes de néon et leurs états d'énergie discrets ou pour déterminer la première énergie d'excitation. Utilisé avec l'alimentation Franck-Hertz (
555 880), on obtient une courbe de Franck et Hertz que l'on peut relever soit manuellement, soit à l'aide d'un oscilloscope, d'un enregistreur XY ou encore avec le système CASSY.
Le tube de Franck-Hertz au néon doit être utilisé à température ambiante.
La désexcitation des atomes de néon est en partie effectuée par des passages au domaine du visible. Suivant le degré d'excitation, il est ainsi aussi possible d'observer des couches lumineuses.