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Frank Herzt Versuch
25.10.2021
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Versuchsaufbau: glühkeathinde www. Franck-Hertz Versuch 164₂=49v M₂U₂=9,8V Hop-Alon 00 P Gitter € Beobacking: Röshire mil. Sobald das Experiment startet und die Bescheunig spennung den West 4, gu erreicht "Anode gibt sid ein leuchtender Streifen in der Rohre zu erkennen, und zwar kurz vor dem Gille. Sobald die Beschlemigungsspannung ein vielfaches von 4, 9v erreicht, trilt noch ein lechlender Strahl auf, diesmal näher an der kathode: ид Beschleunigsspannung wird Ug=Q5. langsam erhöht. 1/1/. m.v²= Ekin Erläuterung. • Solange die Bescheunigungsspannung unter 4,9V ist fühen die Elektronen einen elastischen Stoß mit einem Hg Alom durch, da sic nicht genug · Energik (>4. geV) besitzen um ein Elektron doHg- Arom aut das nächst höhere Energieniveau zu heben. I Sobeld die Elektronen gening Energie besitzen (E = 4, gev/ 150 führen die Elektronen einen unelastischen Shoß durch und doutragen die Energie dem Hg Alom. Dadurch wird ein Elekron des Hg- Diagramm: In Beschleunigungsspannung wieder angehoben Shrom wird, so erhöht sich wieder die gemessene stärke, bis U₂ - k-4, gu beträgt. Daraufhin bildel sich ein neuer Leuchender Skeifen, da das Hg-Alom die Energie dus Elektron zufnimmt und dieses anregt. I 8 IZ ५.gu aut das nächst höhere Energieniveau Dachurch das die Stromstärke immer nur bei U₂= 4,8V.k zusammenbricht konnte bewisen werden, dass die Elektronen sich aut gehoben, aber da jedes Alom den viedrigilen tineryjczustand erdebt, gilt das Hg Ahom die genomene diskreten Bahnen bewegen und dass Alome nor bestimmte vielfaches seiner Energie inform eines Photon ab und ein Leuchender Streifen bildet sich. Wenn nun die Energieniveau annehmen können. 9,8V (c) 1/2 ·...
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m. √² = Ekin lim 1.215 2.E V= 2.4.8.1,6022-10-19) 9.11:10-316 v=1,31284.106m/s V=Y d) hic = Ehin 1.Enin 1.2. 2 = 1 h.c Exin 6.626-10-3475.3.108 m/s 49.16.10.197 2-2,5.107m =^ Elin = 4,9-1,6022:10-19 m. 9.11.10-24 kg h=6,626·103475 c=3.108 m/s Euin 4, 9.1, 622-10-19) Photonen: E₂ AE Die Photonenenergie muss gleich der Anregungsenergie sein. Die Photoren werden absorbiert. Elektronen: Ehin 2 DE Die kinetische Energie der Elektronen FRANCK-HERTZ-Versuch (Abitur BY 2011 Ph12-2 A1) Schwierigkeitsgrad: leichte Aufgabe Im Jahre 1913 führten die Physiker James FRANCK (1882-1964) und Gustav HERTZ (1887-1975) einen Versuch zur Anregung von Quecksilberatomen durch Elektronenstöße durch. a) Fertige eine beschriftete Skizze des FRANCK-HERTZ-Experiments an. (6 BE) b) Das nebenstehende Diagramm wurde bei einer Durchführung des Experiments aufgezeichnet. Erkläre das Auftreten des ersten relativen Minimums der Stromstärke (bei der Spannung U₁). (5 BE) c) Berechne mit Hilfe des Diagramms die Geschwindigkeit, die ein Elektron mindestens haben muss, um ein Quecksilberatom anregen zu können. (5 BE) Die angeregten Quecksilberatome geben beim Übergang in den Grundzustand ihre Anregungsenergie in Form von Photonen ab. d) Berechne die Wellenlänge der emittierten Strahlung Gib deren Spektralbereich an. (4 BE) Strom / w. E. 300 200 100 Abb. 1 U-1-Diagramm e) Atome können sowohl durch Stöße mit Elektronen als auch durch Photonen angeregt werden. Gib zwei wesentliche Unterschiede dieser beiden Anregungsmöglichkeiten an. (4 BE) M 10 5 V₁ Spannung / V 15