Leuchterscheinungen im Franck-Hertz-Versuch

Der Franck-Hertz-Versuch zeigt charakteristische Leuchterscheinungen:

• Eine Absorptionsschicht bildet sich, wo Elektronen ihre Energie an Quecksilber-Atome abgeben.
• Diese Schicht ist gleichzeitig eine Leuchtschicht, da die angeregten Atome Photonen emittieren.
• Die emittierten Photonen haben eine Wellenlänge von etwa 253 nm (UV-Bereich).

Formula: λ = (h·c) / ΔE, wobei λ die Wellenlänge, h das Plancksche Wirkungsquantum, c die Lichtgeschwindigkeit und ΔE die Energiedifferenz ist.

Highlight: Obwohl die 253 nm-Strahlung nicht sichtbar ist, kann man die Leuchtschicht aufgrund anderer Energieübergänge im Quecksilber-Atom beobachten.

Aufbau des Franck-Hertz-Versuchs

Der Franck-Hertz-Versuch besteht aus einer Röhre mit folgenden Komponenten:

• Glühkathode: Emittiert Elektronen durch den glühelektrischen Effekt
• Gitter: Beschleunigt die Elektronen durch eine variable Spannung UB
• Auffängerplatte (Anode): Misst den ankommenden Elektronenstrom
• Quecksilber-Dampf: Dient als Stoßpartner für die Elektronen

Eine Gegenspannung UG zwischen Gitter und Anode filtert langsame Elektronen heraus. Ein Amperemeter misst den Strom an der Anode.

Vocabulary: Glühelektrischer Effekt - Emission von Elektronen aus einem erhitzten Metall

Highlight: Die Beschleunigungsspannung UB kann von 0 bis 500 V variiert werden, um die Elektronenenergie zu steuern.