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Elektronen an Kondensatorplatte
 
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Alexander123
Gast





Beitrag Alexander123 Verfasst am: 20. Apr 2024 21:46    Titel: Elektronen an Kondensatorplatte Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Wenn ein Elektron von einer negativen Kondensatorplatte zu einer positiven Kondensatorplatte gelangt, dessen Feld im Inneren homogen ist, passiert was mit dem Elektron an der positiven Platte?

Meine Ideen:
Meine Vorstellung ist, dass das Elektron durch die elektrische Kraft an der Platte "klebt".
ML



Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3411

Beitrag ML Verfasst am: 21. Apr 2024 09:32    Titel: Re: Vorstellung, wenn Elektronen an Kondensatorplatte gelang Antworten mit Zitat

Hallo,

Alexander123 hat Folgendes geschrieben:

Meine Vorstellung ist, dass das Elektron durch die elektrische Kraft an der Platte "klebt".

Kleben ist übertrieben. Die Elektronen haben eine (ungerichtete) thermische Energie und bewegen sich rasch hin und her.


Viele Grüße
Michael
Myon



Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5930

Beitrag Myon Verfasst am: 21. Apr 2024 14:18    Titel: Antworten mit Zitat

Hmm, wenn ich hätte tippen müssen, hätte ich gesagt, dass ein Elektron, das auf eine leitende, positiv geladene Platte gelangt, von dieser aufgenommen wird, vergleichbar mit einer Anode. Dabei wird Energie frei. Ein einzelnes, ungebundenes Elektron hat m.E. keine thermische Energie, und für ein Hin- und Herbewegen bräuchte es Stösse.
ML



Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3411

Beitrag ML Verfasst am: 22. Apr 2024 11:38    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo,

Myon hat Folgendes geschrieben:
Hmm, wenn ich hätte tippen müssen, hätte ich gesagt, dass ein Elektron, das auf eine leitende, positiv geladene Platte gelangt, von dieser aufgenommen wird, vergleichbar mit einer Anode. Dabei wird Energie frei. Ein einzelnes, ungebundenes Elektron hat m.E. keine thermische Energie, und für ein Hin- und Herbewegen bräuchte es Stösse.


Ich kenne die Aussage, dass die Elektronengeschwindigkeit, die der Fermi-Energie entspricht, in Kupfer bei ungefähr 1,6 * 10^6 m/s liegt.

Viele Grüße
Michael
Myon



Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5930

Beitrag Myon Verfasst am: 22. Apr 2024 18:39    Titel: Antworten mit Zitat

Bei der Fermi-Energie geht es um Elektronen in Metallen oder Halbleitern. Diejenigen Elektronen, die nicht an die Atomrümpfe gebunden und über den ganzen Kristall delokalisiert sind, kann man quantenmechanisch als sg. "Elektronengas" behandeln. Den Elektronen mit der höchsten Energie bei T=0K kann man auf diese Weise eine sg. Fermi-Geschwindigkeit und eine Fermi-Temperatur (die nichs mit der Temperatur der Elektronen zu tun hat) zuordnen.

Dies hat auch zunächst einmal nichts mit einer thermischen Anregung zu tun, sondern rührt letztendlich vom Pauli-Prinzip her.

Bei der Frage im ersten Beitrag ging es aber, so wie ich es verstand, nicht um ein Elektron innerhalb einer Kondensatorplatte, sondern um ein Elektron, das aus dem Raum zwischen den Platten auf die positiv geladene Platte gelangt.
ML



Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3411

Beitrag ML Verfasst am: 22. Apr 2024 20:24    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo,

Myon hat Folgendes geschrieben:

Bei der Frage im ersten Beitrag ging es aber, so wie ich es verstand, nicht um ein Elektron innerhalb einer Kondensatorplatte, sondern um ein Elektron, das aus dem Raum zwischen den Platten auf die positiv geladene Platte gelangt.

Ja, aber es geht m. E. schon um einen Zeitpunkt, nachdem das Elektron die Platte erreicht hat und ins Metall eindrungen ist.

Wir müssten uns als erstes einigen, ob dieses Elektron dann "an der Platte klebt" oder sich als Bestandteil des Elektronengases innerhalb des Metalls bewegt.

Danach können wir uns um die Feinheiten der Begriffe im Zusammenhang mit "thermisch" kümmern.


Viele Grüße
Michael
Myon



Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5930

Beitrag Myon Verfasst am: 22. Apr 2024 20:54    Titel: Antworten mit Zitat

ML hat Folgendes geschrieben:
Ja, aber es geht m. E. schon um einen Zeitpunkt, nachdem das Elektron die Platte erreicht hat und ins Metall eindrungen ist.

Dann hatte ich Deinen ersten Beitrag missverstanden, entschuldige bitte. Wenn das Elektron in die Platte eingedrungen ist, ist es in der Platte und verhält sich wie der Rest des Elektronengases. Der Fragesteller fragte ja, ob das Elektron an der Platte "klebe", und schriebst, dass das übertrieben sei.

Die Bewegung der Elektronen im Metall ist sicher nicht vernachlässibar, wobei man die Fermi-Geschwindigkeit m.E. nicht klassisch interpretieren darf. Sie hat auch nichts mit der inneren Energie zu tun, sondern ist quantenmechanischen Ursprungs. Thermisch wird nur ein kleiner Anteil der Elektronen in der Nähe der Fermi-Kante angeregt, was auch den geringen Beitrag der Elektronen zur spezifischen Wärme der Metalle bei Raumtemperatur erklärt, viel geringer, als man klassisch erwarten würde.

PS: Offenbar hast Du Deinen Beitrag editiert, während ich am Schreiben war. Nochmals, ich hatte Deinen ersten Beitrag offenbar falsch verstanden (wie vielleicht auch die ursprüngliche Frage des Fragestellers), ich dachte, es ginge um ein Elektron zwischen den Kondensatorplatten, das sich der positiven Platte nähert.
jh8979
Moderator


Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8586

Beitrag jh8979 Verfasst am: 22. Apr 2024 21:13    Titel: Antworten mit Zitat

ML hat Folgendes geschrieben:

Wir müssten uns als erstes einigen, ob dieses Elektron dann "an der Platte klebt" oder sich als Bestandteil des Elektronengases innerhalb des Metalls bewegt.

Ich finde, die Antwort ist offensichtlich zweiteres... Ich wüsste nichtmal was ersteres bedeuten soll, wenn wir nicht von klassischen kleinen Kugeln reden.
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