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Nachricht |
TobsenMH
Gast
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 TobsenMH Verfasst am: 08. Jan 2005 17:51 Titel: Lichtemission |
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hallo, leider habe ich bis jetzt noch keine wirkliche ahnung von physik, muss mich aber nichts desto trotz auf ein physik praktikum im rahmen meines studiums vorbereiten.
in diesem zusammenhang muss ich wissen, was LICHTEMISSION genau ist. ich habe bisher nur ergebnisse in zusammenhang mit der quantentheorie gefunden, aber das verstehe ich als laie nun wirklich nicht...
ich hoffe, ihr könnt mir helfen!? 
besten dank im voraus!!! |
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bishop
Moderator
Anmeldungsdatum: 19.07.2004
Beiträge: 1133
Wohnort: Heidelberg
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| bishop Verfasst am: 08. Jan 2005 18:45 Titel: |
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am einfachsten ist wohl die Vorstellung, dass du ein teilchen hast (ein Atom meinetwegen) das eine höhere Energie hat, als seine Umgebung. Da alles in einem möglichst geringe Energie haben will, will das Atom die überschüssige Energie "loswerden" tja und dabei emittiert es eben ein Lichtquant, dessen Energie die Differenz zwischen der bisherigen Energie und der Energie des Atoms jetzt ist. was da passiert und wie genau das abläuft kann ich dir da jetzt auch nicht sagen, nehme an das wird mathematisch beschrieben, aber ich würde es wie gesagt als eine Art "Schornstein" vorstellen, mit dem Materie überflüssige Energie loswird
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Ein Physiker ist jemand, der über die ersten drei Terme einer divergenten Reihe mittelt |
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mr. black
Moderator
Anmeldungsdatum: 04.07.2004
Beiträge: 228
Wohnort: Krumbach/Österreich
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| mr. black Verfasst am: 08. Jan 2005 18:54 Titel: |
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Vielleicht kann man auch noch dazu sagen, dass diese
Lichtquanten meist von Elektronen ausgesannt werden und
die Energie des Quants der Frequenz des Lichtquants
direkt proportional ist.
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TobsenMH
Anmeldungsdatum: 10.01.2005
Beiträge: 138
Wohnort: +MH+
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| TobsenMH Verfasst am: 10. Jan 2005 19:11 Titel: nochmal lichtemission+ weitere fragen |
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danke soweit... das praktikum rückt immer näher, und es sind noch immer ein paar fragen auf, die ich bis dahin beantworten können muss. es wäre super, wenn ihr mir dabei helfen könntet, mit der literatur, die ich habe, komme ich i-wie net weiter...
7.) Beschreiben Sie den MIKROSKOPISCHEN MECHANISMUS der atomaren Lichtemission
5.) Warum werden für sehr große Beschleunigungsspannungen die Werte für e/m immer kleiner?
3.) Wie können Sie feststellen, dass es sich tatsächlich um die Kreisbahn negativ geladener Teilchen handelt?
2.) Wie hängen Radius und Kreisfrequenz der Elektronenbahn von der Geschwindigkeit, bzw. Beschleunigungspannung ab?
-> es handelt sich übrigens um ein praktikum für anfänger zur bestimmung der spezifischen ladung e/m  |
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bishop
Moderator
Anmeldungsdatum: 19.07.2004
Beiträge: 1133
Wohnort: Heidelberg
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| bishop Verfasst am: 10. Jan 2005 22:34 Titel: |
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hmm klingt nicht schlecht, ich kann dir leider nur beim ersten weiterhelfen:
also, Elektrone im Atom werden durch Energie angeregt
die angeregten Elektrone hüpfen auf eine höhere Energiebahn, da gibts ja plateaus, auf denen sie verweilen müssen/dürfen (hängt mit dem Wirkungsquantum aus) *bitte alles bilidlich nehmen, da das ganze mit den "Plateaus" so nicht zutrifft, es geht nur um Energiezustände*
Elektrone hüpfen wieder auf ihr ursprüngliches Plateaus zurück und emittieren dabei ein Lichtquant dessen Energie die Differenz der Plateaus entspricht fertig
ich denke so ungefähr sieht es aus, für spezifischere Erklärungen musst du dich an die Pros wenden, aber für eine simple Erklärung dürfte das reichen, sofern ich nicht was durcheinander gebracht hab 
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jama
Administrator
Anmeldungsdatum: 02.03.2004
Beiträge: 126
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| jama Verfasst am: 11. Jan 2005 10:58 Titel: |
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Hallo Tobsen,
welche Gedanken hast Du Dir denn schon dazu gemacht?
Gruß,
Jama
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Destruction is a form of Creation. (Donnie Darko) |
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TobsenMH
Anmeldungsdatum: 10.01.2005
Beiträge: 138
Wohnort: +MH+
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| TobsenMH Verfasst am: 11. Jan 2005 16:45 Titel: |
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thx @ bishop
@ jama: naja, ich stehe vor diesen fragen wie ochs vor´m walde... -> hab seit der 10. klasse kein physik mehr gehabt! ok, es sind auch fragen wie: "was versteht man unter den begriffen stoßionisation und rekombination?" dabei -> hab mir bücher ausgeliehen und kann die damit beantworten - wenn auch nur mit bedingtem verständnis... aber bei o.g. fragen finde ich nicht mal einen anhaltspunkt...
höchstens bei 3.) -> negative teilchen kann man evtl. dadurch nachweisen, dass man versucht sie anzuziehen oder abzustoßen (also mit + oder - polen...) aber wie genau??? |
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Queasyx
Gast
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| Queasyx Verfasst am: 20. Jan 2005 20:39 Titel: |
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Mich würden antworten zu den Fragen auch sehr intressieren komme da einfach nicht weiter !!! HILFE |
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Gast
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| Gast Verfasst am: 21. Jan 2005 02:54 Titel: Re: nochmal lichtemission+ weitere fragen |
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Moin!
Ich versuche die Fragen mal verständlich zu beantworten. Aber da ich seit 4 Jahren Physik studiere und seit 2 Jahren Betreuer bei solchen Praktika bin, könnte ich etwas zu viel Wissen voraussetzen. Nicht böse sein 
| TobsenMH hat Folgendes geschrieben: | | 7.) Beschreiben Sie den MIKROSKOPISCHEN MECHANISMUS der atomaren Lichtemission |
Man denke an das Orbitalmodell eines Atoms, das man in der Schule gelernt hat. Da hat man den Kern als Punkt gezeichnet und die Orbitale als Kreise drum herum. Die Orbitale konnten zudem nur eine bestimmte Anzahl von Elektronen beinhalten. Befindet sich ein Atom im Grundzustand so werden alle seine Orbitale von innen nach außen aufgefüllt. Wenn man dieses Atom nun anregt, so springt ein oder mehrere Elektronen auf Orbitale, die sich weiter außen befinden. Um den Abstand zwischen zwei solchen Orbitalen zu überwinden, muss das Elektron Energie aufnehmen. Diese Energiewerte sind diskret und entsprechen den Abständen zwischen den Orbitalen. Das heißt, ein Elektron kann Energie aufnehmen, um vom Orbital 1 auf Orbital 2 zu springen, oder von 2 auf 3, oder von 1 auf 3 usw. Wenn man für einen Quantensprung zwischen Orbital 1 und 2 eine Energie von 5eV (Elektronvolt) benötigt, dann wird das Elektron keinen anderen Energie aufnehmen können. Hat er nun aber genau 5eV aufgenommen, so springt er vom Orbital 1 auf Orbital 2 hoch, sofern es dort Platz gibt. Wenn er wieder runterspringt, dann sendet er diese 5eV als Energiequant sprich Lichtquant (Photon=Lichtteilchen) aus. Die Frequenz des Lichts ist dabei gegeben durch  mit E Energie des Quants (in diesem Fall wären das 5eV), h das Plancksche Wirkungsquantum mit  und  Lichtfrequenz.
| TobsenMH hat Folgendes geschrieben: | | 5.) Warum werden für sehr große Beschleunigungsspannungen die Werte für e/m immer kleiner? |
Wegen der speziellen Relativitätstheorie von Einstein Aus der folgt nämlich, dass bewegte Masse höher ist als die Ruhemasse. Der Zusammenhang lässt sich beschreiben durch die Formel
wobei  die Ruhemasse ist, also die Masse bei der Geschwindigkeit  , und c die Lichtgeschwindigkeit. Wird die Geschwindigkeit v erhöht, so wächst der Bruch unter der Wurzel und nähert sich an Eins. Dementsprechend nähert sich die Wurzel der Null und der gesamte Bruch sprich Masse wird größer.
In deinem Experiment ist die Ruhemasse einfach die Masse des Elektrons  kg. Bei höheren Beschleunigungsspannungen werden die Elektronen viel stärker beschleunigt, so dass sie im Endeffekt eine viel höhere Geschwindigkeit erreichen. Je näher sie an die Lichtgeschwindigkeit kommt, desto höher wird die Masse. Um eine aussagekräftige Messung durchführen zu können, muss man also eine Spannung wählen, bei der das Elektron nicht zu stark beschleunigt wird, damit die Masse nahezu konstant bleibt.
| TobsenMH hat Folgendes geschrieben: | | 3.) Wie können Sie feststellen, dass es sich tatsächlich um die Kreisbahn negativ geladener Teilchen handelt? |
Das ist ganz einfach. Wegen der Lorentzkraft bewegen sich geladene Teilchen in einem magnetischen Feld auf einer Kreisbahn. Die Flugrichtung (im Uhrzeigersinn oder entgegen) hängt dabei vom Vorzeichen der Ladung ab und lässt sich mit Hilfe der Rechte-Hand- bzw. Linke-Hand-Regel bestimmen.
| TobsenMH hat Folgendes geschrieben: | | 2.) Wie hängen Radius und Kreisfrequenz der Elektronenbahn von der Geschwindigkeit, bzw. Beschleunigungspannung ab? |
Hier geht es wiederum um die Lorentzkraft, die lautet  , mit  Lorentzkraft, e Elementarladung (Elektronenladung), v Geschwindigkeit des Elektrons und B Magnetfeld (genauer magnetische Induktion). Bei einer Kreisbewegung wirkt auch die Zentrifugalkraft  auf das Elektron. Dabei gilt  mit  Kreisfrequenz und r Bahnradius. Da das Elektron auf einer Kreisbahn befindet, stehen diese beiden Kräfte im Gleichgewicht, d.h. man kann diese Gleichungen gleichsetzen:  oder  (die Vektorpfeile habe ich jetzt weggelassen, da die Kräfte genau entgegengesetzt gerichtet sind). Die Zentrifugalkraft kann man auch anders schreiben:  . Setzt man jetzt diese Form der Gleichung der Lorentzkraft gleich, bekommt man die Formel für die Geschwindigkeit:  . Über das elektrische Beschleunigungsfeld lässt sich der Zusammenhang der Geschwindigkeit zur Beschleunigungsspannung berechnen. Wenn U die Spannung ist, dann ist die kinetische Energie des Elektrons gegeben durch  . Nach v umgeformt und eingesetzt in die vorherige Gleichung ergibt das die Formel für die spezifische Elektronenmasse e/m:
An dieser Gleichung sieht man, dass bei einem konstanten magnetischen Feld B die Beschleunigungsspanung proportional zu dem Quadrat des Bahnradiuses ist:
oder kurz  . Die Kreisfrequenz  bleibt bei der ganzen Geschichte konstant, denn  . Stellt man diese Gleichung nach um, so erhält man
So, ich hoffe, ich konnte die Fragen beantworten oder zumindest Hinweise darauf geben, was man noch in Büchern und im Internet nachgucken kann. Und jetzt gehe ich endlich schlafen  |
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