Autor	Nachricht
Jinya	Verfasst am: 12. Jun 2012 17:30    Titel: Darf man so ein altes Thema nochmal an die Oberfläche holen? Ich hoffe es. Ich befasse mich nämlich grade auch mit dem Thema und der Thread hat mir sehr weitergeholfen aber ich habe doch eine Frage zu folgender Formulierung: Zitat: Bei ca. 20 Volt (Helium) haben die Elektronen dann die passende Energie, um diese bei nun unelastischen Zusammenstößen in einer Portion an die Helium Atome abzugeben. Dabei verlieren sie ihre Energie und es kommen nicht mehr soviele Elektronen an der Auffangelektrode an. Stimmt das so? Ich dachte immer, dass der gemessene Strom an der Anode sinkt, weil die Elektronen nicht mehr soviel Energie haben, dass aber alle Elektronen ankommen, da sie ja wieder vom Gitter in Richtung Anode beschleunigt werden. Bin ein bisschen durcheinander.. Also kommen die Elektronen nun alle aber mit geringer Energie an oder bleiben tatsächlich welche "auf der Strecke". Würde mich sehr über eine Antwort freuen! Gruß Jinya
NatürlicheZahl	Verfasst am: 24. Feb 2009 20:27    Titel: Okay, super! Danke für eure Hilfe
bottom	Verfasst am: 24. Feb 2009 20:12    Titel: ja, so ist es richtig, mir scheint du hast es jetzt vollständig verstanden eine gute, präzise erklärung
NatürlicheZahl	Verfasst am: 24. Feb 2009 10:58    Titel: Okay, ich glaube es leuchtet mir ein. Vielen Dank!! Folglich wäre es dann so: Die Elektronen werden beschleunigt und es erfolgen zunächst elastische Zusammenstöße zwischen den Elektronen und den in der Franck-Hertz-Röhre vorhandenen Helium Atomen. Bei diesen elastischen Stößen geben die Elektronen jedoch keine Energie ab, der Strom an der Auffangelektrode steigt. Bei ca. 20 Volt (Helium) haben die Elektronen dann die passende Energie, um diese bei nun unelastischen Zusammenstößen in einer Portion an die Helium Atome abzugeben. Dabei verlieren sie ihre Energie und es kommen nicht mehr soviele Elektronen an der Auffangelektrode an. Dadurch sinkt der Strom wieder, jedoch nicht auf Null, da ja nicht alle Elektronen mit den Heliumatomen zusammenstoßen. Die angeregten Heliumatome senden Photonen aus, da die Elektronen im Heliumatom in einen niedrigeren Zustand springen. Somit entstehen die leuchtenden Ebenen. Nach weiteren 20 Volt, wiederholt sich der Vorgang, da dann wieder die passende Energie abgegeben werden kann. Die Verschiebung kann man sich so erklären, dass bei steigender Beschleunigungsspannung die elektrische Feldstärke zunimmt und somit die Elektronen ihre Energie schon nach kürzerem Weg wieder abgeben können. Dies ist damit zu begründen, dass die Potentialdifferenz proportional zum zurückgelegten Weg ist: . Wenn man dies umstellt und die Formel benutzt, erhält man einen Gleichung . Damit wird das eben erklärte bestätigt: Bei zunehmender Spannung wird der Weg, bis die Elektronen wieder die nötige Energie haben, kürzer. Ist das nun so richtig und vollständig?
para	Verfasst am: 24. Feb 2009 10:44    Titel: W sollte die Energie (oder die Beschleunigungsarbeit zum erreichen dieser Energie) sein, die zum Anregen eines Atoms benötigt wird. Um diese zu erhalten muss die Spannung U durchlaufen werden: .. und dann eben eingesetzt.
NatürlicheZahl	Verfasst am: 24. Feb 2009 10:42    Titel: Und noch eine Frage : Wie kommst du zu dieser Umformung, wo kommt das W her?
para	Verfasst am: 24. Feb 2009 10:41    Titel: NatürlicheZahl hat Folgendes geschrieben: Wenn wir zwischen zwei Kondensatorplatten eine Spannung von 20V haben, wie groß wäre dann die Potentialdifferenz? 20V? Ja. :)
NatürlicheZahl	Verfasst am: 24. Feb 2009 10:35    Titel: Danke für die tolle Erklärung. Bin gerade dabei es zu verstehen Also um es konkret zu machen: Wenn wir zwischen zwei Kondensatorplatten eine Spannung von 20V haben, wie groß wäre dann die Potentialdifferenz? 20V?
para	Verfasst am: 24. Feb 2009 00:14    Titel: Okay, ich vermute es würde helfen wenn du dir noch einmal den Zusammenhang von elektrischem Feld, dem zugehörigen Potential und der elektrischer Spannung verdeutlichst. Die Spannung zwischen zwei Punkten entspricht der Potentialdifferenz zwischen diesen Punkten. Durchläuft ein geladenes Teilchen (Ladung q) die Spannung U, z.B. von A nach B, ändert sich seine potentielle Energie um: Nun legt man zwischen Kathode und Gitter (K und G bei Wikipedia) die Beschleunigungsspannung U_b an. In erster Näherung können wir das einmal als Plattenkondensator mit den Platten K und G betrachten zwischen denen die Spannung U_b anliegt. Das E-Feld zwischen den Platten ist homogen und konstant (Betrag der Feldstärke E), das Potential ist dann linear. Legt eine Ladung auf ihrem Weg von einer Platte zur anderen eine Strecke s zurück, überwindet sie die Potentialdifferenz U für die gilt: Die Potentialdifferenz ist also proportional zum zurückgelegten Weg. Nun kennt man aber die Feldstärke zwischen den "Platten": Dabei ist d der (feste) Abstand von K und G. Je höher wir also die Beschleunigungsspannung wählen, desto höher wird die Feldstärke, und desto kleiner sind die zurückgelegten Wege der Elektronen bis sie wieder genügend Energie haben, um mit den Atomen inelastisch zu stoßen. Denn brauchen sie die Energie W zum Stoß, gilt für den Abstand s zwischen zwei Stößen: Natürlich ist das ein ziemlich vereinfachtes Modell, aber daran kann man sich das Grundproblem verdeutlichen. Ist das besser nachvollziehbar?
NatürlicheZahl	Verfasst am: 23. Feb 2009 22:48    Titel: para hat Folgendes geschrieben: Erhöht man die Beschleunigungsspannung, steigt die Feldstärke im Beschleunigungsbereich. Damit rücken die Bereiche konstanten Spannungsabstands räumlich näher aneinander. Man beobachtet ja auch, dass mit zunehmender Spannung die Zahl der leuchtenden Bereiche zunimmt. Das scheint der Grund zu sein warum die leuchtenden Bereiche sich zurück zur Kathode bewegen. Aber irgendwie verstehe ich das doch noch nicht ganz .Was sind zum Beispiele “Bereiche konstanten Spannungsabstands”? Danke!!
para	Verfasst am: 23. Feb 2009 22:21    Titel: Ja, ich denke du meinst bei deinem zweiten Nachtrag das richtige. Nach einem Stoß haben die Elektronen ja nur noch eine sehr geringe Energie. Bis zum nächsten (inelastischen) Stoß müssen sie erst einmal wieder die notwendige Anregungsenergie aufnehmen (indem sie beschleunigt werden). Zwischen zwei Stößen müssen sie also eine gewisse Spannung (= Potentialdifferenz im E-Feld) durchlaufen, welche dieser Anregungsenergie entspricht. Erhöht man die Beschleunigungsspannung, steigt die Feldstärke im Beschleunigungsbereich. Damit rücken die Bereiche konstanten Spannungsabstands räumlich näher aneinander. Man beobachtet ja auch, dass mit zunehmender Spannung die Zahl der leuchtenden Bereiche zunimmt. Ist das nachvollziehbar, und meintest du das etwa so?
NatürlicheZahl	Verfasst am: 23. Feb 2009 20:38    Titel: Ist es vielleicht so, dass die beschleunigten Elektronen aus den Gasatomen Elektronen "rausschlagen" und somit die Gasatome positiv geladen sind? EDIT: Aber es sind ja auch nicht die Atome die leuchten, sondern das Atom emittiert ja Photonen und diese leuchten!? EDIT2: Ich glaube ich habe es verstanden: Die Elektronen werden beschleunigt und müssen eine Strecke entgegengesetzt des elektrischen Feldes zwischen der Beschleunigungskathode und der Anode bewältigen. Anfangs reicht ihre kinetische Energie dafür aus, und sie gelangen hinter das Gitter und somit zur Auffanganode. Wenn die Elektronen jedoch ihre Energie an die Heliumatome abgegeben haben, reicht ihre kinetische Energie nicht mehr aus, um zur Gitteranode zu gelangen. Durch das Erhöhen der Beschleunigungsspannung wird zusätzlich das elektrische Feld größer und somit endet die Beschleunigungsphase schon vor dem Gitter. Dadurch verschieben sich die leuchtenden "Ebenen". Ist das richtig?
NatürlicheZahl	Verfasst am: 23. Feb 2009 19:56    Titel: Mit den Begriffen Potentialdifferenz und Potentialberg kann ich leider nichts anfangen
bottom	Verfasst am: 23. Feb 2009 19:43    Titel: die erklärung des Versuches ist schon garnichtmal so schlecht, der letzte schritt fehlt dir aber glaub ich noch Vielleicht hilft es, wenn du dir die Potentialdifferenz zwischen Anode und kathode bildlich als potentialber vorstellst. Was bedeutet es nun für diesen Berg, wenn du die Spannung erhöst? und wie kannst du dir genannten 20ev hiermit in zusammensetzen? überlege dir mal was mit den elektronen passiert, nachdem sie ihre energie das erste mal abgegeben haben.
NatürlicheZahl	Verfasst am: 23. Feb 2009 19:31    Titel: Die leuchtenden Bereiche entstehen durch die portionsweise Abgabe von Energie der Elektronen auf die Atome (Helium, Quecksilbergas). Diese Abgabe erfolgt nur, wenn die Elektronen eine bestimmte Energie haben, die benötigt wird, um die Atome anzuregen (bei Helium ~20eV). Nachdem die Elektronen ihre Energie abgegeben haben, reicht diese nicht mehr aus, damit die Elektronen zu Auffangelektrode gelangen. Es muss die Beschleunigungsspannung erst wieder erhöht werden (+20eV bei Helium), damit die Energieabgabe an die Atome stattfinden kann. Kommt das "Wandern" der leuchtenden Bereiche dadurch zustande, dass die Elektronen nicht genug Energie haben, um gegen die Gegenspannung anzulaufen und somit zurück gedrängt werden?
para	Verfasst am: 23. Feb 2009 19:12    Titel: Was hast du dir denn selbst dazu schon überlegt? Beziehungsweise: hast du den Franck-Hertz-Versuch an sich soweit schon verstanden? Was passiert denn in den leuchtenden Bereichen? Was muss für die Elektronen dort gerade gelten, damit dies passiert? Und wie hängt das alles mit der durchlaufenen und der insgesamt angelegten Beschleunigungsspannung zusammen?
NatürlicheZahl	Verfasst am: 23. Feb 2009 18:27    Titel: Franck-Hertz-Versuch: Warum wandern die leuchtenden Atome? Hallo, bei der Durchführung des Franck-Hertz-Versuchs, erscheint ja in gewissen Abständen eine "Ebene" mit leuchtenden Atomen. Wenn man die Spannung erhöht, wandern diese ja in Richtung der Kathode. Warum geschieht das? Dank!

Powered by phpBB © 2001, 2005 phpBB Group