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Fotoeffekt und Atommodelle

27.4.2023

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DER FOTOEFFEKT Glasplatte Hg-Lampe MESSERGEBNISSE Draht- Zink- spirale platte UV 300 HQ Messverstärker Abstand d in am 20 40 60 Stromstärke I in 10-9 A 3,2 0,8 0,4 d. I² 204,8 25,6 9,6 d². I in 400 Q3.1 EIGENSCHAFTEN VON QUANTENOBJEKTEN TRANSMISSIONS KURVE VON UCHT DURCH FENSTER GLAS Transmission O ⠀ 500 Anzeige 1280 1280 1440 600 700 BEOBACHTUNG /INTERPRETATION Fotospannung Die Bilder zeigen eine Hg-leuchte, dessen Lichttegel auf eine ungeladene Zinkplatte fällt, welche an ein Messgerät angeschlossen ist. Zwischen Lichtquelle und der ungeladenen Zinkplatte befindet sich eine Glasplatte. Bei diesem versuch kann im Gegensatz zu Versuch d) hier auch bei erhöhter Lichtintensität kein Fotostrom sichtbar werden. Daraus ist schlusszufolgern, dass die für den Folostrom verantwortliche UV-Strahlung durch das Olas abgeschimmt werden kann. IR VERSUCHSBEOBACHTUNGEN a) Eine negativ geladene Zinkplatte entlädt sich, wenn sie mit bläulich scheinendem Licht bestrahlt wird. b) Befindet sich zwischen der lampe und der negativ geladenen Zinkplatte eine Glasplatte, passiert keine Entladung. c) Eine Entladung erfolgt nicht, wenn die Zinkplatte positiv geladen ist. d) Bei Bestrahlung einer ungeladenen Zinkplatte mit einer Hg-Dampflampe ist ein sog. Folostrom messbar. Je geringer der Abstand Hg-Dampflampe Izinkplatte ist, desto höher ist die Fotostromstärke λ in nm ERGEBNIS Durch UV-Strahlung gelingt es, aus einer Zinkplatte Elektronen herauszulösen. Das Auslösen von Elektronen durch Lichtbestrahlung aus einer Metallschicht wird als lichtelektrischer Effekt oder Fotoeffekt bezeichnet. & DIE GEGENFELDMETHODE Durch den Fotoeffekt können Elektronen durch Bestrahlung von Licht mit hinreichend großer Frequenz aus einer Metallschicht herausgelöst werden. Ein Fotostram fließt. evakuierter Glaskolbe C= Die Energie...

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dieser ausgetretenen Elektronen lässt sich mit Hilfe der Degenfeldmethode bestimmen. Man kann ebenfalls die Folospannung ermitteln (gleicher Betrag wie degenspannung) 09.03.2023 Anoden- ring wie die Transmissionskurve zeigt, kann das UV-Licht kaum, das sichtbare licht zu einem erheblichen Teil durch die Glasplatte gelangen. offensichtlich kam das sichtbare licht mit den größeren Wellenlängen im Vergleich UV-Licht keinen Fotoeffekt der Zinkplatte auslösen. Daher ist kein tostrom messbar. -Metallschicht (Kathode) Totallevan P ERGEBNIS: Wird eine Helallschicht mit Licht bestranit, können aus dem Melall Elektronen herausgelöst werden. Voraussetzung dafür ist eine Mindest frequenz Grenzfrequenz. Das Auslösen von Elektionen durch Lichtbestrahlung nennt man Fotoeffekt. ERKLÄRUNG AUF ATOMARER EBENE Zum Herauslösen von Elektronen aus einem Merall muss Austrittsarbeit verrichtet werden. Die kinetische Energie einzelner sich im Metallgilter frei bewegender Elektronen wird beim Auftreffen von Licht einer Mindest frequenz soweit erhöht, dass sie den Gitterverband gerade verlassen können. Ist die Frequenz größer als die Orenzfrequenz, liegt die überschüssige Energie als zusätzliche kinetische Energie der Fotoelektronen vor, es ist also ein Fotostrom messbar. Spannungsquelle zum Erzeugen des Gegenstroms (dem Fotostram entgegen- gesetzt) Wa Die kathode ist mit einem (Alkali-) Metall beschichter, auf welches monochromatisches licht bestimmter Frequenzen trifft. Die abgelösten Elektronen fliegen zur Ringanade, was in einem Stromfluss der Stromstärke I registriert wird. Um die kinetische Energie Ekin der Elektronen auf eine elektrische Messung zurückzuführen, kann man eine Spannung U anlegen (Gegenspannung), die soweit erhöht wird, bis der Folostrom gerade Null ist. Dann reicht die kinetische Energie der Fotoelektronen gerade nicht mehr aus, das Gegenfeld zu durchlaufen und am Ring anzukommen. Der Energiegehalt von Licht hängt nicht von der Intensität, sondern von der Frequenz ab. Energie w lot (zu wenig Energie, um Polosiran zu erzeugen) 1 grin Natrium h=Steigung Frequenz f alle Graphen haben die gleiche Steigung L₂ Sleigung h= 6,626-10-34 (Plancksches Wirkungsquantum) ·y=m.x+b (lineare Funktion) m=h y=W x=f c= Wa (Austrittsarbeit) → W=n·f + Wa Caesium braucht geringere Austrittsarbeit, um die Elektronen herauszulösen, da die Valenzelektronen eine geringere Anziehungskraft zum Atom- kern erfahren. Somit ist auch die Grenzfrequenz geringer und der Graph des caesium liegt leicht über jenem des Natrium. ERGEBNIS Die kinelische Energie der Fotoelektronen steigt linear mit der Frequenz des eingestrahlten Lichts. Wicht=n·f ZUSAMMENFASSUNG DER EXPERIMENTEUEN BEFUNDE 1. Light mit zu niedriger Frequenz (zu großer wellenlänge) läst keine Elektronen aus der Metallschicht heraus 2. Die kinetische Energie der Fotoelektronen steigt linear mit der Frequenz des eingestrahlten Lichts: Wkin, max = h-f - Wa. .Wa-h.f. grena 3. Die Stärke des Fotostroms ist der lichtintensität proportional. 4. Bei konstanter Frequenz ist die (maximale) kinetische Energie der Foloelektronen unabhängig von der lichtintensität auftreffende licht energie Lichtintensität= Zeit. Fläche, 6. Die Fotoelektronen werden bei Bestrahlung spontan aus dem Metallgitter herausgelöst. MERKE 1. Bei Erhöhen der Lichtintensität (mehr Photonen treffen pro zeileinneit auf die Melallschicht) •bleibt die Fotospannung gleich (Folospannung - Energie, die ein herausgelöstes Elektron mit Sich trägt) ↳da ein Elektron nur die Energie eines Lichtquants aufnehmen kann und sich die Energie eines Lichtquants mit zunehmender Licht intensität nicht. erhöht, tragen die einzelnen herausgelösten Elektronen auch nicht mehr Energie mit sich Tolospannung bleibt gleich erhöht sich die Fotostramstärke (Anzahl der Elektronen, die fließen), da mit Erhöhen der lichtintensität mehr Photonen auf das Metall treffen und somit herausgelöst werden können 2. Bei Erhöhen der Frequenz (2.B durch andere lichtfarbe) erhöht sich die Fotospannung, da licht höherer Frequenz mehr Energie besitzt, die sich auf die Elektronen im Metall überträgt • bleibt die Stromstärke gleich, da die Photonen zwar mehr Energie übertragen, die einzelnen Elektronen jedoch je nur ein Photon aufnehmen können. Deshalb ändert sich mit Erhonen der Frequenz nicht die Anzahl der herausgelösten Elektronen. EINSTEINSCHE DEUTUNG - Energie des Lichts wird portionsweise auf ein Elektron übertragen -Quantisierung der Lichtenergie; Energiepartionen -Photonen / Lichtquanten - Energie jedes Photons proportional zu der Frequenz, die man dem Licht in der Wellentheorie zuordhet WPholanh (Plancksche Konstante) .f (Frequenz) - jedes Photon überträgt seine Energie nur auf ein Elektron, ein Elektron kann nicht die Energie mehrerer Photonen aufnehmen - übertragene Energie wird 2.T verwendet, um das Elektron aus dem Metallverband zu lösen → Austrittsarbeit Wa für jedes Metall unterschiedlich, Rest nimmt ein Elektron als Bewegungsenergie mit →Beim Fotoeffekt ist die Energie eines Photons gleich der Summe aus Bewegungsenergie und Austrittsarbeit des Elektrons : h-f= Wpnoton Wel + Wa - Licht als Strom von Photonen • Wenn die lichtintensität hoch ist, wenn also der Energiestram durch ein Flächenstück groß ist, Strömen viele Photonen pro setunde durch das Flächenstück hindurch •Die Farbe des Lichts bzw. die Frequenz der Strahlung bestimmt den Energiegehalt jedes Photons. Photonen des violetten Lichts haben fast doppelt so viel Energie wie die des roten. Da jedes Elektron beim Fotoeffekt nur die Energie eines Photons aufnehmen kann, wird die Folgelektranenenergie nur durch die Energie des Photons (h∙f) bzw. durch die Lichtfrequenz beeinflusst. Die Uchtintensität spielt keine Rolle Wenn man die Frequenz verringert, wird die Energie der Photonen und damit die kinetische Energie der ausgelösten Elektronen immer kleiner, bis sie bei der Grenz- frequenz den wert o erreicht. In diesem Fall gilt: hfgrenz - Wa Unterhalb der Grenzfrequenz reicht die Energie eines Lichtquants nicht aus, um ein Elektron aus dem Metallverband herauszulösen. LICHTQUANTENTHEORIE Bei der Ausbreitung von Licht ist die Energie nicht kontinuierlich über den Raum verteilt, sondern in einer endlichen Zahl von Energiequanten lokalisiert. Licht, ist ein Strom von Lichtquanten oder Photonen, die sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, unleilbar sind und nur als Ganzes erzeugt oder absorbiert werden kann. In monochromatischem Licht der Frequenz f trägt jedes Lichtquant die Energie Whicht = h⋅f = h. =hắ Die Energie des Photons ist gemäß W₁icht = h'f linear zu der Frequenz. Da jedes Elektron nur die Energie eines Photons absorbiert und ein Teil davon für die Austrittsarbeit investiert werden muss, steigt die Energie linear mit der Frequenz des eingestrahlton lights an. MASSE UND IMPULS VON PHOTONEN Nach der Speziel Relativitätstheorie von Albert Einstein sind Masse und Energie gleichwertig. Jeder Energie lässt sich nach Einsteins Gleichung W=mc² eine Masse zuordnen. Wegen Waholon= h-f=m-c² kann man dem Photon die Masse n-f M= C² und den Impuls zuordnen h Mit 2 = ergibt sich für Photonen des Lichts der Wellenlänge & der Impuls p= P=M.C=C MASSENDEFEKT Die tatsächliche Kernmasse ist kleiner als die Summe der Massen der einzelnen Kembausteine. Dieser sogenannte Massendefekt beträgt bei einem He-Kern etwa 0,8% der Ausgangsmasse Beim Zusammenfügen der Nukleonen wird Energie frei, weil die Nukleonen im Atomkern ein günstigeres Energieverhältnis haben. →→verlorene Masse wird als kembindungsenergie freigesetzt. Bsp: M He-kern = 4,001228 u Mye-kem= 2.mp +2.mn λme. √²e-Booou me AM = (2-mp +2.mn) - M He-kern 5,04472-10-29 kg ELEKTRONENWELLEN DIE HYPOTHESE VON DE BROGUE Licht zeigt neben seinen welleneigenschaften auch Teilcheneigenschaften, d.n., es kann als ein Strom von Photonen mit den Einzelimpulsen p=1 auf- gefasst werden. Im Umkehrschluss lässt sich auch einem Elektron mit dem Impuls peine walle mit der Wellenlänge 2 - zuordnen. •De-Broglie - Wellenlänge Abschätzung der Wellenlänge der Elektronenwelle für UB= 3KV h 1=7_=m²v Die freigewordene Energie kann mit der Relativitätstheorie E=mc² berechnet werden. zeu V= √ me 스 Ekin = 2 · me v²=eu (Elektronen wird elektr. Energie mit Beschl. Spannung zugefügt (e.U) und haben dann Ekin) λ≈ 2,24-10" m = 22,4pm - Größenordnung von Röntgenstrahlung VERSUCH ZUR BESTÄTIGUNG DE-BROGUES HYPOTHESE DURCHFÜHRUNG Auf einer durchbohrten Anade einer Elektronenstrahlröhre ist eine dünne Folie mit Graphitkristallpulver aufgebracht. BEOBACHTUNG Auf dem Leuchtschirm entsteht ein kreisförmiges Muster, bestehend aus einer hellen Mittle, die Umgeben ist von zwei Ringen. Bei höherer Beschleunigungs- spannung sind die Radien kleiner. Davissan+Germer Glühkathode tan (2x) Lochanode dünne Folie mit Graphit kristallpulver R L Wellen Stra der Elektronen einzelnes welle Graphitkristal Mit Hilfe des Bildes lässt sich der Glanzwinkel x, mittels der Beziehung: Damit kann man aus der braggschen Gleichung die den Elektronen zugeordnete Wellenlänge ermitteln. Näherung für kleine winkel: Gitterebene 20% λ= 2.d. Sin (α Gian₂) ≈ d. I Leuchtschirm tan (20g) Sin (2xg) tan (2xg) 2. Sin (Xx g) Für das 1. Maximum ergibt sich durch Einsetzen in die Bragg-Gleichung (n=1): d Id-sin (x) Beim Vergleichen der werk mit der De-Broglie - Formel und jener mit dieser Formel, ergibt der gleiche wert für Elektronenwellenhypothese bestätigt werden. Ein mit 5KV beschleunigter Elektronenstrahl durchdringt eine dünne Schicht ungeordneter Graphit-Mikrokristalle. Auf dem Schirm entsteht nicht etwa ein zentraler Lichtfleck, wie er bei einem Teilchenstrahl zu erwarten wäre, sandem man sieht zwei konzentrische Ringe. Wie diese Ringe zustande kommen lässt sich mit der Elektronenwellen-Hypothese von De-Broglie verstehen. Es kommt dabei zur Interferenz von Elektronenwellen, die an verschiedenen Schichten des Graphit-kristalls reflektiert werden. λ=2d. sin (kg) EINSCHUB: BRAG6- REFLEXION Versuche zeigen, dass man nur unter ganz bestimmten Einfalls- und Reflexionswinkeln eine besonders have intensität der reflektierten Wellen misst, bei anderen t. Einfallswinkel ist diese Intensität der reflektierten Wellen fast null. Diese Erscheinung nennt man Bragg -Reflexion. sin(x) = X= sin(x)- d AS-2.sin(x₂).d n-λ=2.sin(xg) d Franenwellenlänge. Somit kann die -Interferenzbedingung konstruktive Interferenz AS = n.λ (ganzzahliges Vielfaches von 2) DOPPELSPALTVERSUCHE HIT ELEKTRONEN Ähnlich wie bei versuchen mit Lichtwellen ist auf dem Schirm ein Interferenzmuster zu erkennen, welches nach unten hin immer deutlicher wird. Der Auftreffort der Elektronen scheint bei kurzzeitiger Bestrahlung zufällig, sodass zuerst kaum ein symmetrisches Muster zu erkennen ist. Die helleren Streifen bilden dabei Haxima ab, da in diesen Bereichen die meisten Elektronenwellen nach dem huggens'schen Prinzip konstruktiv interferieren, während die dunklen Streifen die Minima abbilden. Photonen, aber auch Elektronen, Neutronen Photonen, Atome und Moleküle nennt man Quantenobjekle Das Verhalten einzelner Quantenobjekte kann (in der Regel) nicht vorhergesagt (=determiniert) werden. Quantenobjekte sind weder Teilchen noch Welle. Für das einzelne Quantenobjekt kann man keine Voraussage treffen, sehr aber eine W'keit für eine große Anzahl von innen. KOMPLEMENTARITÄTSPRINZIP Die Begriffe Teilchen und wellen ergänzen sich, indem sie sich widersprechen; sie sind komplementäre Bilder des Geschehens." Niels Bohr, 1927 Aus den experimentellen Erfahrungen von Dürr et al. kann man folgern: Die Information welcher weg?" und die Beobachtung eines Interferenzmusters schließen sich aus. Anders formuliert: Bei Quantenobjekten schließen sich unterscheidbarkeit und Interferenz aus. Schießt man Elektronen auf einen Doppelspallt und detektiert nicht, durch welchen Spalt sie fliegen" nehmen sie quasi beide Wege gleichzeitig, wodurch die Elektronenwellen nach dem Doppelspalt miteinander interferieren und ein Interferenzmuster sichtbar wird. Detektiert man aber, welchen weg die Elektronen nehmen, müssen Sie sich für einen Spalt entscheiden. Es entstent beln Muster (-Welle-Teilchen -Dualismus) Den Umstand, dass sich bei Quantenobjekten gewisse kenntnisse gegenseitig ausschließen, nennt man Prinzip der komplementarität. ild 6 0 Detektorposition (mm) KLASSISCHE ATOMMODELLE Detektorposition (mm) Bilo RUTHERFORD KERN-HÜLLE - MODELL" (1911) Q3.2 ATOMMODELLE THOMPSON-ROSINENKUCHEN HODELL" (1897) - Atom nat gleichmäßig verteilte, positive Masse - negativ geladene Elektronen bewegen sich um das Alom verteilt - Alame elektr. neutral, können Elektronen aufnehmen I abgeben → lanen -m-Bestimmung -Alpha-Teilchen-Versuch -Großteil eines Atoms freier Raum- Atomkern sehr klein, aber massiv, trägt Großteil der Masse - Elektronen in Atambülle + BOHR'SCHES ATOMMODELL -Emission & Absorption konnten mit Rutherford nicht erklärt werden, Bohr kann Linienspektren erklären →Bohrsches Alommodell •positiv geladener Atombern • Elektronen bewegen sich auf Bahnen um den Atomkern herum L₂ jede Kreisbahn durch einen Energiewert charakterisiert ↳ je weiter eine Bahn vom kern entfernt, desto energiereicher die Energiestufe ↳ Elektronen können durch Zufuhr oder Abgabe von Energie auf eine andere Kreisbahn Springen" Un me Vn=n.hBedingung für die Elektronenbannradien Energie aufnehmen O 1.BOHRSCHES POSTULAT (QUANTENBEDINGUNG) - Elektronen bewegen sich strahlungsfrei auf bestimmten Bahnen um den Alamkern, sie nehmen nur konkrete Energieniveaus an - der Bahndrehimpuls ist ein ganzzanliges Vielfaches von h L= h.n Proton Atomkern - Elektronenhülle Bohrsches Atommodell Elektron 12.04.2023 Energie abgeben Energieniveaus 2.BOHRSCHES POSTULAT (FREQUENZBEDINGUNG) - H-Atom sei ein System, das nur bestimmte Energieniveaus annehmen kann. Beim Übergang von einer höheren Energiestufe Em zu einer niedrigeren Energiestufe En wird die Energiedifferenz als Lichtquant mit der Frequenz fm,n emittiert. AE=Em-En=n: fm,n ENERGIENIVEAUS NACH BOHR E₁-13,6ev E₂-3, 4ev €3-1,51еv E₁-0,85ev E6-0,5yev E₁-0,38 ev n²h²€. bohrscher Radius: In² It-me-e² 1₁5,29-10-^^m •Größenordnung des H-Atams ca 10-10 m. ZUSAMMENFASSUNG -jede Bahn entspricht einem bestimmten Energieniveau -springt ein Elektron von einer höheren Bahn auf eine niedrigere, wird ein Lichtquant mit der Energie differenz (Em-En) emilliert. Bsp: Epot 0 8 -ASIEV 34ev MODELL DES LINEAREN POTENTIALTOPFES ZUSAMMENFÜHRUNG DES BOHRSCHEN ATOMHODELLS MIT DE BROGUE Nach De-Broglie müsste sich auf einer bahrschen kreisbahn eine stehende Elektronenwelle bilden (weil Elektronen = Quantenobjekte) Folgende Bedingung müssle erfüllt sein 슬 Elektron springt von dritter (-1,51 ev) auf erste (-3,4 ev) Bahn → Lichtquant mit Energie - 1,5lev - (-3,4 ev) = 1,89 eV = 3,03·10") wird emittiert n.c E=h-f=h²²² => A=DE h ·me. Un=n. λ (Umfang der Kreisbahn (wellenträger) als ganzzaḥliges vielfaches der Wellenlänge) επτο πλ 2πrn=n.me.v (De-Broglie Wellenlänge) 2Turn Me Vn=n·h Lvgl. 1. bohrsches Postulat Energie des eingesperrten Elektrons: Epol = 0 Ekin 2. mev² Ein Elektron ist ein Quantenobjekt, dh die De-Broglie Wellenlänge gilt: h h X= m.v. (=> V= -Ekin = - (²x)² = ²²-²-² me. h.c 3,03-10-19 Elev 656mm (Linie im H-Spektrum) h² • En 8me.L² n=5 n=4 n=3 Das Elektron sei in einem langgestreckten Körper mit der länge eingeschlossen". Die potentielle Energie wird auf 0 festgelegt. Die Grenzen des Bereichs soll es nicht überschreiten, d.h Epot wird dort unendlich groß. Innerhalb des Bereichs ist die Aufenthaltswahrscheinlichkeit 1, außerhalb 0. Termschema H-Atom Eine stehende Elektronenwelle, die sich über einen Atomdurchmesser der länge ( erstreckt, muss folgende Bedingung erfüllen: L=0.= 1/2 ( <=>1=²2² En^n² Quantisierung der Energieniveaus DEFINITIONEN VERSCHIEDENER LICHTSPEKTREN A. KONTINUIERLICHES SPEKTRUM 350 400 mm 450m 500m Energie 2.CINIENSPEKTRUM 700 Elicht hf=h größere Wellenlänge, weniger Energie = =//= Lithium - wird von Glühlampe bzw. Kerzenlicht ausgesendet - die einzelnen Spektralfarben gehen ineinander über Natrium Calcium Kalium Strontium Prium 600 T L 700m 500 KH Glühlampe 400 400 - wird beispielsweise von heißen Gasen emittiert -Positionen bzw. Farben der einzelnen Linien sind charakteristisch für das jeweilige Gas L Entladungsröhre (gasgefüllt) G h & fo 3. EMISSIONSSPEKTRUM - Licht aussenden emittieren L₂ mit Emissionsspektrum ist jenes Spektrum van ausgesendetem /emittiertem Licht gemeint. Bei Emissionsspektren unterscheidet man zwischen kontinuierlichem und Linienspektrum (3.0.) F 4. ABSORPTIONSSPEKTRUM -beleuchtet man eine Na-Cl Flamme mit dem Licht einer Na-Dampf-Lampe, so entsteht ein Schattenbild auf dem Schirm →nur Energiequanten von genau gleichem, für sie charakteristischem Betrag werden von Atomen absorbiert (Resonanzabsorption)→ Entstehung eines Absorptionsspektrums → genau dort schwarze Linien, wo Emissionsspektrum farbige Spektralapparat (vereinfacht) 5. SONNENSPEKTRUM Das Sonnensystem weist schwarze linien auf, die nach ihrem Entdecker fraunhofersche Linien (1814) heißen. Sie liegen bei Frequenzen, die sich im Emissionsspektrum einiger Elemente finden lassen. Diese Elemente verursachen durch Absorption von Lichtquanten charakteristischer Frequenz allese dunklen Linien, sodass sie im kontinuierlichen Spektrum fehlen. 500 Spektralapparat (vereinfacht) E Schirm Schirm D 600 Wellenlänge in nm C B 700 A Der Baseler Gymnasiallehrer Johann Balmer fand nach jahrelanger Suche 1885 eine Forme! zur Berechnung der u Sichtbaren unien im Wasserstoffspektrum. Balmer-Formel: fm₁2 = R. (₁+²) M= 3,4,5,₁- RA 3,28964-10¹58-1 FLUORESZENZ Als Fluoreszenz wird die spontane Emission von Licht bezeichnet, die beim Übergang eines angeregten Elektrons zurück in einen Zustand niedrigerer Energie erfolgt. Das Licht einer bestimmten Wellenlänge (Anregungswellenlänge) trifft auf ein Molekül, wodurch die Photonen des Morkūls in einen höheren Zustand springen. Fallen sie von dort auf. ihr ursprüngliches Niveau (Grundzustand) zurück, wird die freiwerdende Energie als wärme und Photonenlicht abgegeben. Da ein Teil der Energie in wärme umgewandelt wird, ist das emittierte Licht energieärmer als das zuvor absorbierte Licht. Gemäß der Formel: AE = h⋅f=h. √ besitzt es somit eine größere Wellenlänge. Die Fluoreszenzstrahlung wird innerhalb von 10 9 -10°6s nach Anregung abgegeben. wärme €₂ ·angeregter Zustand angeregler Zustand E₁> E₂ da <^₂ Grundzusland PHOSPHORESZENZ Die Phosphoreszenz unterscheidet sich von der Fluoreszenz in der Dauer des leuchlens. Während die Lichtabgabe bei der Fluoreszenz schon innerhalb von Sekundenbruchleilen nach Ende der Anregung aufhört, kann sie bei der Phosphoreszenz bis zu einigen Stunden andavern.. (mehrere K FRANCK-HERTZ-VERSUCH h. Grundzustand warme ERZEUGUNG VON RÖNTGENSTRAHLUNG Ronigen. röhre Beispiel: -weißes Papier -Chlorophyll-Farbstoff - weißes, mit Vollwaschmittel gewaschenes Shirt 2000 zwischen zustand me V² = e.U8 ·me v² e.UB se. UB Helallanode Röntgenstrahlung -Glühkathode Beispiel: -Rellungswege-Piktogramme -Optischer Aufheller im Waschmittel -Leuchtsterne -Zifferblätter Q3.3 RÖNTGENSTRAHLUNG Röntgenspektrum A Intensität Amin Linien des charak- teristischen Spektrums kontinuierliches Spektrun Sehr energiereiche Elektronen werden beim Auftreffen auf eine Metalloberfläche abrupt abgebremst. Ein wesentlicher Teil der Energie der Elektronen wird als Schwingungs- energie der Atome im Helalligitter abgegeben und führt zu einer Temperaturerhöhung der Anode, die evtl. gekühlt werden muss. Die Elektronen können beim Eindringen in die Alamhülle im Feld des positiv geladenen Atomkers mehr oder weniger stark abgebremst werden. Dabei strahlen sie mehr oder weniger viel Energie ab. Diese Strahlung heißt Bremsstrahlung. Aufgrund unterschiedlicher Frequenzen Wellenlängen ergibt sich ein kontinuierliches Bremsspektrum.. Die Energie eines Elektrons kann auch ein Elektron 2.B aus der K-Schale (innerste) herausschlagen. Ein kemfermeres Hüllelektron kann in die freie Stelle zurückfallen. Dabei wird ein Quant mit einer für das Atom charakteristischen Energie (also einer diskreten wellenlänge) emittiert (charakteristisches Spektrum). 13.04.2023 MINDESTWELLENLANGE IM RÖNTGENSPEKTRUM Beim Abbremsen der Elektronen wird Energie frei. Sie führt zum Teil zur Erwärmung der Anode (kin. Energie - Wärmeenergie). Im Extremfall kann ein Röntgenquant emittiert werden, das die gesamte kinetische Energie eines Elektrons besitzt. WRönigen quant Wein h. fmax ·Amin Damit wird die Mindestwellenlänge des emittierten Röntgenquants von der Beschleunigungsspannung bestimmt. ENTDECKUNG VON RÖNTGENSTRAHLEN - 8. November 1895; Wilhelm Conrad Röntgen), Würzburg -Röntgenstrahlung kann Glas (im Gegensatz zu Elektronenstranten durchdringen bringen fluoreszierende Stoffe zum Leuchten -nur Blei kann sie abschirmen -kann Körper durchdringen und Knochen & Gewebe abbilden.