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Anfangsphysiker
Anmeldungsdatum: 19.02.2024
Beiträge: 2
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 Anfangsphysiker Verfasst am: 19. Feb 2024 22:00 Titel: Stromstärke beim Franck-Hertz-Versuch |
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Meine Frage:
Wie kann man die Stromstärke an der Auffangelektrode im Franck-Hertz-Versuch erklären?
Meine Ideen:
Laut Versuchsaufbau ist die Auffangelektrode negativ gepolt und Elektronen, die an der Auffangelektrode aufprallen, würden laut physikalischer Stromrichtung nicht zum negativen Pol der Gegenspannungsquelle abfließen. Am Amperemeter würde dann ja keine Ladung fließen, also auch keine Stromstärke messbar sein. Mir stellt sich daher die Frage, wie der Strom erklärt werden kann.
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3400
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| ML Verfasst am: 20. Feb 2024 01:27 Titel: Re: Stromstärke beim Franck-Hertz-Versuch |
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Hallo,
| Anfangsphysiker hat Folgendes geschrieben: |
Wie kann man die Stromstärke an der Auffangelektrode im Franck-Hertz-Versuch erklären? |
Ohne Schaltbild überhaupt nicht.
Du kannst Dir ja hier nochmal den Versuchsaufbau anschauen. Wenn es dieser Aufbau ist, der Dich interessiert, kannst Du eine konkrete Frage stellen.
https://www.leifiphysik.de/atomphysik/atomarer-energieaustausch/versuche/franck-hertz-versuch-mit-hg
Viele Grüße
Michael
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Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5875
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| Myon Verfasst am: 20. Feb 2024 10:07 Titel: Re: Stromstärke beim Franck-Hertz-Versuch |
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| Anfangsphysiker hat Folgendes geschrieben: | | Laut Versuchsaufbau ist die Auffangelektrode negativ gepolt und Elektronen, die an der Auffangelektrode aufprallen, würden laut physikalischer Stromrichtung nicht zum negativen Pol der Gegenspannungsquelle abfließen. |
Ich denke, ich sehe das Problem. Schaut man sich ein Schaltbild an, könnte man sich tatsächlich fragen, weshalb ein Strom vom Auffänger in Richtung negativer Pol der Gegenspannungsquelle fliessen sollte, sobald ein Elektron den Auffänger erreicht.
Vielleicht hilft es, den Potentialverlauf -oder besser noch die potentielle Energie des Elektrons, -e*phi, aufzuzeichnen, einerseits innerhalb der Röhre, anderseits im Teil des Stromkreises ausserhalb der Röhre.
Elektronen, die den Auffänger erreicht haben, haben gegenüber dem Gitter eine potentielle Energie von etwa 1eV. Sie werden durch die Gegenspannungsquelle in Richtung Gitter beschleunigt, und dieser Strom wird gemessen.
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3400
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| ML Verfasst am: 20. Feb 2024 13:13 Titel: Re: Stromstärke beim Franck-Hertz-Versuch |
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Hallo,
| Anfangsphysiker hat Folgendes geschrieben: |
Laut Versuchsaufbau ist die Auffangelektrode negativ gepolt und Elektronen, die an der Auffangelektrode aufprallen, würden laut physikalischer Stromrichtung nicht zum negativen Pol der Gegenspannungsquelle abfließen. Am Amperemeter würde dann ja keine Ladung fließen, also auch keine Stromstärke messbar sein. Mir stellt sich daher die Frage, wie der Strom erklärt werden kann. |
Ok, ich verstehe das Problem.
Zunächst kommt das Elektron (entgegen der Feldrichtung) mit einer gewissen Geschwindigkeit zur Auffangelektrode 4 angeflogen. Sobald es in das Metall eingedrungen ist (es erhält dabei Energie, nämlich das Gegenstück zur Austrittsarbeit) ist es schon leitend mit dem negativen Pol der Spannungsquelle  verbunden. Das heißt, es muss energetisch gar nicht erst bis dahin gelangen.
Die Spannungsquelle bemerkt nun: "Die Platte an meinem negativen Pol ist zu stark negativ geladen. Also lasse ich ein Elektron vom negativen Pol zum positiven Pol hindurchfließen, dann ist die Spannung wieder genau richtig".
Und schon ist das Elektron auf der anderen Seite der Spannungsquelle.
Was Dich vermutlich irritiert ist die Tatsache, dass das Elektron in dem Stromkreis andersherum fließt als üblich. Normalerweise fließen Elektronen im Stromkreis von (-) nach (+) und innerhalb der Quelle von (+) nach (-). Hier ist es umgekehrt. Das bedeutet aber nur, dass die Gegenspannungsquelle gibt keine Energie abgibt, sondern Energie aus dem Stromkreis aufnimmt*.
Viele Grüße
Michael
* Ganz typisch ist das auch bei Akkus während des Ladevorgangs.
Bildquelle: Leifi Physik, https://www.leifiphysik.de/atomphysik/atomarer-energieaustausch/versuche/franck-hertz-versuch-mit-hg
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Anfangsphysiker
Anmeldungsdatum: 19.02.2024
Beiträge: 2
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| Anfangsphysiker Verfasst am: 20. Feb 2024 21:58 Titel: |
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Vielen Dank für eure Hilfe!
Ich hatte heute auch den Gedanken, dass das Potential gegenüber dem Minuspol der Spannungsquelle steigt und die auftreffenden Elektronen dann ja abfließen. Da habe ich mich von der Schaltskizze in die Irre führen lassen.
Mir hätte bewusst sein sollen, dass nicht jede Person jeden Versuchsaufbau im Kopf hat. Ich gelobe Besserung und werde nächstes Mal die Situation deutlicher schilder.
Vielen lieben Dank!
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