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 Wellenverhalten von elektronen
de broglie
• auch Elektronen haben eine Wellenlänge
: jede Masse hat eine Energie
die Energie von Photonen h

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• de Broglie • Elektronenbeugungsröhre • Photoeffekt • Dioden • planksches Wirkungsquantum (mit LED bestimmen) • Franck-Herzt-Versuch

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Wellenverhalten von elektronen de broglie • auch Elektronen haben eine Wellenlänge : jede Masse hat eine Energie die Energie von Photonen hängt von der Frequenz (→ also auch der Wellenlänge) ab : Berechnung der de-broglie Wellenlänge: 2=; m.v durch Beschleunigung mit-spannung U₂: 2= √2e.m. U₂ Herleitung: 2= 6²₁ = M₁ V 22= h √2. ·UB E=e.UB ½ m. v² = e.U₂ einsetzen v = √2.€. Ub √2e.m.UB elektronenbeugungsröhre : • Heizspannung U₂, Entstehung einer Elektronenwolke. : Beschleunigungsspannung Up: beschleunigt diese Elektronen → ein Teil dieser fliegt durch das Loch der Anode und trifft auf. eine Graphitfolie • Elektronen werden durch Mikrokristalle abgelenkt (+Brogg-Reflexion) =>Beugung in Form eines kegels. je größer UB, desto kleiner die Radien der Ringe → 2= r. (r=Radius; L= Abstand Schirm → Kristall) Herleitung: Sin (zu) = { <=>2sin (u) = (für kleine Winkel) gleichsetzen mit der Bragg-Beziehung (2d.sin(u)=n·2) 2 sin() == 2d sin ()=4-2. {=} l.d. ⇒ 2 = 4²² r Un Glühweħdel (Kathode) A Us Wennest- Zylinder 0 Fluoreszierender Schirm Vakuum Anode Graphitfólie photoeffekt • wenn Licht auf die Kathode fällt, wird ein Strom angezeigt • durch die Photonen werden Elektronen aus der kathode gelöst →diese fliegen dann zur Anode, und dann wieder zurück zur Kathode • ob. Elektronen rausgelöst werden, hängt von der Frequenz f der Photonen ab. → Eh⋅f-E₁ (E₁: Auslöseenergie / Austritts Curbeit) konstante, Frequenz => die Energie der Elektronen hängt also von der Frequenz, und nicht der Intensität ab En n.f. dioden Anode SI DIODE - AUFBAU e-Feld (innen) aga E = Ep = EA p-dotiert Elektronenmangel -Si- Y B -SI- halbleiter -SI- U = 0,7 V eu-h.f-En Kathode n-dotiert Elektronenüberschuss • es gibt...

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eine p-dotierte, und n-dotierte Seite : getrennt werden diese durch eine Sperrschicht Leuchtdiode Licht Photoeffekt ein Photon überträgt ein Elektron-Loch-Paar Energie auf ein Elektron überträgt Energie auf im Metall ein Photon Gegenspannung bei Stromfluss (in Durchlassrichtung! →→) findet eine Rekombination statt (einzelne Elektronen suchen sich freie Löcher) • nur möglich, wenn die Schwellen spannung erreicht wird • bei LEDS wird Energie nun in Form von Licht abgegeben. planksches Wirkungsquantum der versuch wird durchgeführt mit LEDS in verschiedenen Farben (rot, grün, blau,...) → also versch. Wellenlängen und versch. Frequenzen • die Spannung wird immer höher gedreht, bis die LEDS aufleuchten: das ist die Schwellenspannung. E=e. Us (Energie, die jedem Elektronenlochpaar zugeführt wird in der Diode) ·E=h⋅f (Energie eines Photons) → diese Energien kann man gleichsetzen (e. Us=h .f) und nach h umstellen, um das p. Wirkungsquantum zu berechnen: h=- e. Us mit LED bestimmen franck-hertz-versuch atombülle Durchführung:. durch die Kathocle tritt eine Elektronenwolke aus. → wird durch Us (Beschleunigungsspannung) bis zum Gitter beschleunigt in dem Behältnis ist Quecksilbergas. • die Elektronen können durch das Gitter fliegen, wenn. Us größer als Uges ist → dort werden sie vonder. Anode, aufgefangen". → wenn Us kleiner ist, kehren die Elektronen um, and fliegen zum Gitter zurück. bis zu einer Spannung von 4,9V führen die Elektronen mit den Hig- Atomen elastische Stöße durch un → keine Energie übertragung, nur Richtungswechsel der. Elektronen :ab einer Spannung, die größer als 4,9v ist, geben die Elektronen unelastische stöße ab. → die Elektronen geben ihre Energie ab, der Strom fällt, nur. Elektronen, die keine Energie. abgegeben haben, kommen bei Anode an • wenn man die Spannung auf ein ganzes vielfaches von 4, 9V erhöht, wird die Stromstärke immer fauen die aufgenommene Energie von Atomen, ist quantisiert →> Atome können nur eine bestimmte Energiemenge aufnehmen (4,9 eV) Hg-Gas Glühwendel UB Beschleunigungs- spamnung +: Uses Gegenspannung 4,9V 4,9V in de-broglie-Wellenlänge in m formeln bragg-beziehung Energie eines Photons in J Energie, die jedem Elektronenlochpaar zugeführt wird in der Diode in ]. planksches Wirkungsquantum in Js Balmer Formel 2= b = √ 2= 0·5 2d.sin(u)=n.2) E= h.f E=e. Us h=_e. Us = faz fry: (2= - = 2) E=h⋅f=h=// 2e.m.UB. (fay=3,289-10¹5 Ha)

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