"... und weiter: " Die in den Kurven dargestellten Ergebnisse unserer Messungen zeigen, daß unsere Erwartungen sich durchaus bestätigt haben. Die Maxima sind außerordentlich scharf ausgeprägt und geben daher die Möglichkeit einer sehr genauen Messung der Ionisierungsspannung. Die Werte für den Abstand zweier benachbarter Maxima liegen sämtlich zwischen 4, 8 und 5, 0 Volt, so daß wir 4, 9 Volt als den richtigsten Werte für die Ionisierungsspannung des Quecksilberdampfes ansehen können. " J. Hertz, Über Zusammenstöße zwischen Elektronen und den Molekülen des Quecksilberdampfes und die Ionisierungsspannung desselben, Verhandl. Franck hertz versuch aufgaben funeral home. d. Dt. Phys. Ges. 16, 457 (1914) Quelle: Lesen Sie den voranstehenden Text genau und stellen Sie den Irrtum dar, dem J. Hertz in ihrer Veröffentlichung unterlagen und der von N. Bohr im Folgejahr der Veröffentlichung beschrieben wurde. Erläutern Sie, warum bei hinreichend vielen freien Quecksilber-Atomen in der Atmosphäre im Franck-Hertz-Rohr (in der Regel) keine höheren Energieniveaus als diejenigen mit 4, 9 eV angeregt werden können.
Wird die Spannung dann wieder erhöht, verschiebt sich der Streifen in Richtung der Kathode (schon früher ist die richtige Energie vorhanden). Mehrere Streifen entstehen, falls die Elektronen nach dem ersten inelastischen Stoß wieder so beschleunigt werden, dass sie einen zweiten und danach eventuell weitere durchführen können. Im Versuch stellt sich heraus, dass nur bestimmte Energien absorbiert werden (nicht zu klein und nicht zu groß). Nur Elektronen, welche nach dem Gitter noch genug Energie besitzen, um die Abbremsspannung zu überwinden, gelangen zum Auffänger. Der Graph steigt überhaupt insgesamt an, weil nicht alle Elektronen Zusammenstöße erfahren und die Anzahl mit der Spannung steigt (der Graph geht nicht auf 0 zurück). Lösungen zu den Aufgaben zum Franck-Hertz-Versuch. Der Abstand der Minima / Maxima ist gleich, da nach jeweils diesem Wert ein neuer Streifen angeregt werden kann. Bei dem Erscheinen eines ersten Streifens entspricht die Energie der emittierten Photonen der gesamten durch Beschleunigung hervorgerufenen Energie: e U B = h c λ λ = hc e U B Strom ist immer zu beobachten, wenn die Elektronen genug Energie innehalten, um die Abbremsspannung zu überwinden.
Gib zwei wesentliche Unterschiede dieser beiden Anregungsmöglichkeiten an. (4 BE) Lösung einblenden Lösung verstecken Hinweis: Bei dieser Lösung von LEIFIphysik handelt es sich nicht um den amtlichen Lösungsvorschlag des bayr. Kultusministeriums. Abb. 2 Skizze des Experiments Abb. 3 U-I-Diagramm Das Auftreten des ersten Minimums der Auffängerstromstärke ist dadurch zu erklären, dass die von der Kathode ausgesandten Elektronen die Quecksilberatome kurz vor dem Gitter anregen können. Dadurch verlieren die Elektronen ihre auf dem Weg von der Kathode zum Gitter gewonnene Energie und können das zwischen Gitter und Auffänger bestehend Gegenfeld nicht mehr durchlaufen: Der Auffängerstrom sinkt ab und erreicht ein Minimum. Franck Hertz Versuch · einfach erklärt + Beispiel · [mit Video]. Erst wenn die Anregungszone für Hg-Atome auf die Kathode hin gewandert ist, gewinnen die Elektronen auf dem Weg zum Gitter wieder so viel kinetische Energie, dass sie das Gegenfeld durchlaufen können, der Strom steigt wieder an. Die inelastischen Stöße der Elektronen mit den Hg-Atomen setzen immer dann ein, wenn ein Maximum der Auffängerstromstärke überschritten wird.
Diese Maxima sind im Diagramm bei Spannungen erreicht, deren Wert sich jeweils um etwa \({4, 9{\rm{V}}}\) unterscheidet. Daraus folgt, dass im Hg-Atom eine Anregungsstufe von \({4, 9{\rm{eV}}}\) existiert. Diese Energie müssen die Elektronen als kinetische Energie \(E_{\rm{kin}}\) besitzen, um anregen zu können.
9 eV. b) Bei dem doppelten Wert der Spannung, bei der der Strom zum ersten Mal abfiel, fällt er auch dieses Mal wieder ab um dann langsamer zu sinken und schließlich wieder zu steigen. Die Stromstärke zeigt mehrere Rückgänge bei Verwendung von Quecksilber jeweils im Abstand von etwa 4. Franck hertz versuch aufgaben 3. 9 eV. a) Die Stöße der Elektronen mit den Quecksilberatomen erfolgen zunächst elastisch (die Elektronen geben keine kinetische Energie an die Quecksilberatome ab) und erreichen die Auffangelektrode => Stromabfall. Ab einer bestimmten kinetischen Energie der Elektronen kommt es zu unelastischen Stößen mit den Quecksilberatomen, wobei Energie auf die Atome übertragen wird. Die kinetische Energie der Elektronen reicht danach nicht mehr aus, die Auffangelektrode zu erreichen, wodurch die Stromstärke steigt b) Die Stöße der Elektronen mit den Quecksilberatomen erfolgen zunächst elastisch (die Elektronen geben keine kinetische Energie an die Quecksilberatome ab) und erreichen die Auffangelektrode => Stromanstieg.
Namensgeber dieses Versuches waren James Franck und Gustav Hertz, die ihn 1911 bis 1914 durchführten und dafür 1925 den Nobelpreis erhielten. Dies ist leicht nachvollziehbar, denn der Franck-Hertz-Versuch ist eine wichtige experimentelle Stütze des Bohrschen Atommodells und damit ein Wegbereiter der Quantenmechanik. Besonders an diesem Versuch ist sein einfacher Aufbau und damit die Möglichkeit ihn als Modellversuch in der Schule durchzuführen. Aufbau Abbildung 1: Schematischer Aufbau Benötigt wird eine evakuierte Glasröhre mit einem geringen Anteil eines Gases (meist Quecksilber oder Neon) unter einem Druck von 10 bis 20 mbar. Franck hertz versuch aufgaben 2. An einem Ende der Röhre befindet sich die Glühkathode K. An sie ist die Heizspannung U h U_h von einigen Volt angelegt. Am gegenüberliegenden Ende der Röhre ist die sogenannte Auffangelektrode A mit einem Strommessgerät positioniert. Zwischen den beiden Elementen ist eine Gitteranode G angebracht. Die Beschleunigungsspannung U b U_b zwischen Kathode und Gitter ist stufenlos regelbar.
Verdoppelt man nun die Spannung auf $9, 8 V$, so gibt es zwei Zonen inelastischer Stöße; eine in der Mitte zwischen der Kathode und dem Gitter und eine unmittelbar am Gitter. Entsprechend mehr Zonen inelastischer Stöße treten auf, wenn man die Spannungen $n\cdot U_A$ wählt. Es tritt eine Verdichtung der Zonen auf und die Zonen verschieben sich in Richtung der Kathode. Franck-Hertz-Versuch. Fazit Merke Hier klicken zum Ausklappen Die Atome (Hg-Atome im Versuch) können nur bestimmte diskrete Energien ( eine davon ist $4, 9 eV$ im Versuch) aufnehmen (und auch abgeben). Durch Spektralanalyse kann nachgewiesen werden, dass diese Energie in Form von Licht wieder emittiert wird. Dies ist ein (weiterer) Beweis für die Existenz diskreter Energiezustände in Atomen.
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