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Tukki
Anmeldungsdatum: 11.11.2006
Beiträge: 3
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 Tukki Verfasst am: 26. Nov 2006 12:21 Titel: Franck-Hertz-Versuch |
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Da ich am Montag meine Probeklausur abgeben möchte, würde ich gerne noch die letzte Aufgabe rechnen und verstehen können. Seit gestern Abend brüte ich über dieser Aufgabe, habe schon viel im Internet und in Büchern gelesen, finde allerdings keinen vernüftigen Ansatz.
Könntet ihr mir ein bisschen Hilfestellung leisten und mir das ganze so erklären, dass ich es niederschreiben kann? Das wäre super!
1. Ab einer bestimmten Mindestspannung kann die Abstrahlung der Wellenlänge λ = 253,5nm nachgwiesen werden. Berechnen sie hierraus die Spannungsdifferenz zwischen zwei I-Maxima.
// Ich habe hier schon alles über Maxima durchgelesen, allerdings kann ich mit Spannungsdifferenz und I-Maxima nicht viel anfangen. Mit welcher Formel kann ich das ausrechnen?
2. Können Photonen der Engergie 5,2 ev absorbiert werden?
3. Wird der Franck Hertz Versuch mit Argon durchgeführt, so findet man außer einer Reihe von Maxima deren abstand 10,5ev beträgt, noch eine Reihe von Maxima mit dem Abstand 12,8 ev.
Warum hat das Argon Spektrum drei Linien?
Berechnen sie die Wellenlängen. // Welche Formel kann ich hier anwenden?
Liebe Grüße, danke und schönen Sonntag noch!  |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 26. Nov 2006 12:41 Titel: |
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Da hilft dir vor allem ein ganz wichtiger Tipp: Bevor du da anfängst, nach Formeln zu suchen und zu fragen, musst du unbedingt erst einmal verstehen, was da überhaupt passiert, und was du da überhaupt ausrechnen möchtest.
Was ist denn der Franck-Hertz-Versuch?
Was hat er mit Elektronen zu tun, die beschleunigt werden? Was passiert, wenn die Elektronen beim Beschleunigtwerden genug Energie gewonnen haben, um ein Atom anzuregen? Kann man an der Wellenlänge der Strahlung, die die Atome dann aussenden, erkennen, wie groß die Elektronenenergie gewesen sein muss, bzw. kann man umgekehrt von dieser Elektronenenergie auf die Wellenlänge der Strahlung schließen?
Warum schluckt ein Atom nicht beliebig große Energieportionen? Wie kann man einem Atom Energie zuführen? Wie gibt das Atom "geschluckte Energie" wieder ab? |
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Doboy
Anmeldungsdatum: 21.05.2006
Beiträge: 50
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| Doboy Verfasst am: 01. Dez 2006 22:41 Titel: |
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die ergebnisse würden mich aber jetzt auch interessierne |
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Doboy
Anmeldungsdatum: 21.05.2006
Beiträge: 50
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| Doboy Verfasst am: 04. Dez 2006 12:13 Titel: Franck-Hertz Versuch wieso maxima? |
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hallo, habe fragen zum franck hertz versuch:
bei niedriger spannung kommt es ja zu elastischen stößen,
wieso kann das elektron dann einfach weiterfliegen, müsste es dann nicht wegen der großen masse nach hinten in die andere richtung gestossen werden.
und wieso wird die spannungsdifferenz zwischen 2 maxima gemessen?
Sind nicht die Minima entscheidend, wo die energie der elektronen doch von den atomen aufgenommen wurden? |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 04. Dez 2006 13:07 Titel: Re: Franck-Hertz Versuch wieso maxima? |
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| Doboy hat Folgendes geschrieben: | hallo, habe fragen zum franck hertz versuch:
bei niedriger spannung kommt es ja zu elastischen stößen,
wieso kann das elektron dann einfach weiterfliegen, müsste es dann nicht wegen der großen masse nach hinten in die andere richtung gestossen werden.
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Bei einem elastischen Stoß eines Elektrons mit einem Atom (also mit einem Stoßpertner, der viel, viel schwerer ist als das Elektron selbst), behält das Elektron in guter Näherung seine kinetische Energie, nur sein Flugrichtung kann sich während eines solchen elastischen Stoßes ändern. Diese Flugichtung des Elektrons nach dem Stoß hängt davon ab, wie dicht das Elektron bei dem Stoß an dem Atom (und seinem positiv geladenen Atomkern) vorbeifliegt.
Dass das Elektron nach dem Stoß genau in die entgegengesetzte Richtung fliegt wie vor dem Stoß, ist daher nur eine von vielen möglichen Flugrichtungen nach den Stoß. Ich glaube sogar, dass die Wechselwirkung zwischen Elektron dem Atom, mit dem es wechselwirkt, eher anziehend als abstoßend ist, und dass deshalb dieser Fall, dass das Elektron nach dem Stoß wieder zurück fliegt, gar nicht auftreten wird.
| Zitat: |
und wieso wird die spannungsdifferenz zwischen 2 maxima gemessen?
Sind nicht die Minima entscheidend, wo die energie der elektronen doch von den atomen aufgenommen wurden? |
Ich glaube, wenn man die Maxima misst, ist das noch etwas genauer. Denn wenn oben an der Spitze bei einem Maximum der Strom abfällt, dann ist das ja schon ein Zeichen dafür, dass die ersten Elektronen absorbiert werden. |
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Doboy
Anmeldungsdatum: 21.05.2006
Beiträge: 50
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| Doboy Verfasst am: 04. Dez 2006 13:55 Titel: |
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und wieso kommen dann minima zustande? |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 04. Dez 2006 18:30 Titel: |
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Wenn alle Elektronen ungestört beschleunigt werden, und genau dann absorbiert werden, wenn die nötige Energie dafür haben, dann würde die Messkurve zackig aussehen: Sie würde ansteigen bis zum Maximum, dann senkrecht nach unten abfallen, und dann wieder ansteigen. Dann wäre also die Spannung der Maxima gleich der Spannung der Minima.
Wenn nun zum Beispiel in einem realen Experiment viele Elektronen nicht genau dann auf ein Atom treffen, wenn sie gerade die notwendige Energie haben, sondern wenn sie noch ein bisschen weiterfliegen müssen, bis sie einem Atom begegnen und ihre Energie an das Atom abgeben können, dann wird die Kurve nicht zackig wie oben beschrieben, sondern ein bisschen runder, verschmierter. Ich meine, das dürfte der Hauptgrund dafür sein, dass die meisten Elektronen nicht dann absorbiert werden, wenn die Spannung zwischen den beiden Elektroden genau der Energiedifferenz der beiden Niveaus des Atoms entspricht, sondern erst dann, wenn die Spannung ein bisschen höher liegt. So dass deshalb die Minima bei ein bisschen höherer Spannung liegen als die Maxima. |
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Ahnungslose
Anmeldungsdatum: 28.11.2006
Beiträge: 21
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| Ahnungslose Verfasst am: 17. Dez 2006 12:35 Titel: Klausur am Montag |
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Hallo zusammen,
Hoffentlich ist es in Ordnung, dass ich einfach so in das Thema hineinplatze, aber von meinem Lehrer einige Übungsblätter für die Klausur bekommen. Drei Blätter kann ich auch anstandslos lösen, aber das dritte Blatt mit den hier oben genannten Aufgaben macht mir ein bisschen Sorgen...
Inzwischen habe ich mir in meinem Physikbuch und in einer Abi-Hilfe drei Mal den Franck-Herzt Versuch durchgelesen und verstehe auch, was da ansich passiert. Auch verstehe ich, warum es Maxima und Minima bei diesem Versuch gibt...
Allerdings kann ich die oben genannten Aufgaben dennoch nicht lösen und bekomme mittlerweile richtig Angst vor der Klausur.
Könnt ihr mir da ein bisschen helfen? Ich würde sie wirklich wirklich gerne lösen kann, schon alleine damit ich das Gefühl habe, alles getan haben um Montag gut abzuschneiden...
PS: Ich habe mir auch das Thermschema angeschaut. Da gibt es diese Spektren. Bloß bin ich völlig ratlos welche davon die Aragon-Reihe ist und warum diese nur drei Linien hat.
Bitte bitte hilft mir... |
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Ahnungslose
Anmeldungsdatum: 28.11.2006
Beiträge: 21
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| Ahnungslose Verfasst am: 18. Dez 2006 00:18 Titel: |
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Hat niemand nur eine klitzekleine Idee für mich?
Bitte bitte... ich bin langsam echt verzweifelt und werde richtig nervös.
Ich habe den ganzen Tag Physik gelernt und kann diese Aufgaben immer noch nicht.
Wenn jemand noch eine Idee hat, sei es heute Abend oder Morgen bis drei Uhr, ich schreibe erst am Nachmittag. Also bitte bitte... |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 18. Dez 2006 01:47 Titel: Re: Klausur am Montag |
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| Ahnungslose hat Folgendes geschrieben: |
PS: Ich habe mir auch das Thermschema angeschaut. Da gibt es diese Spektren. Bloß bin ich völlig ratlos welche davon die Aragon-Reihe ist und warum diese nur drei Linien hat.
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Um den Franck-Hertz-Versuch zu deuten, brauchst du dir kein komplettes Termschema anschauen. Aus den Daten, die du aus dem Franck-Hertz-Versuch gewinnst, kannst du vielmehr auf einen kleinen Ausschnitt eines Termschemas schließen, nämlich auf die Lage der Energieniveaus, zwischen denen die Atome in diesem Versuch wechseln.
Hast du schon verstanden, warum der Franck-Hertz-Versuch zeigt, dass ein Atom nur in bestimmten Portionen Energie aufnehmen kann?
Was haben diese Energieportionen mit der Lage der Energieniveaus im Argon-Atom und mit den Wellenlängen im Spektrum des Lichtes, das von den Atomen ausgestrahlt wird, zu tun? |
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Ahnungslose
Anmeldungsdatum: 28.11.2006
Beiträge: 21
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| Ahnungslose Verfasst am: 18. Dez 2006 13:05 Titel: |
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Soweit ich das verstanden habe, geben die Elektronen bei einem unelatischem Stoß Energie an die Quecksilberatome ab. Das geht allerdings erst, wenn die Elektronen genug Energie haben.
Da die Elektronen dann nicht mehr genug Energie haben, fällt die Kurve wieder und es entstehen Maxima und Minima.
Deswegen muss ich mir wahrscheinlich nur den Energiedifferenz zwischen Elektron hat die Engergie noch und Elektron hat die Energie abgegeben auf dem Thermschema anschauen, oder?
Aber das alles hilft mir leider nicht bei meinen Fragen... Kann mir niemand bei den Aufgaben helfen? Ich weiß ich nerve, aber ich habe richtig Angst vor der Klausur nachher... |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 18. Dez 2006 14:12 Titel: |
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| Ahnungslose hat Folgendes geschrieben: | Soweit ich das verstanden habe, geben die Elektronen bei einem unelatischem Stoß Energie an die Quecksilberatome ab. Das geht allerdings erst, wenn die Elektronen genug Energie haben.
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Genau 
Und damit sie diese Energie bekommen, müssen sie eine Beschleunigungsspannung durchlaufen, dabei bekommen sie Energie in Form von kinetischer Energie. Kennst du die Formel, mir der du aus der Beschleunigungsspannung die kinetische Energie des Elektrons berechnen kannst?
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Kannst du aus der Wellenlänge des abgestrahlten Photons die Energie dieses Photons berechnen?
Diese Energie ist der Energieabstand zwischen zwei Energieniveaus im Atom. Also ist es auch genau die Energie, die die Elektronen beim Stoß an das Atom abgegeben haben. |
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Ahnungslose
Anmeldungsdatum: 28.11.2006
Beiträge: 21
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| Ahnungslose Verfasst am: 18. Dez 2006 14:16 Titel: |
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Puuuh, lass mich nachdenken. Ich habe eben meine ganzen Unterlagen noch einmal durchgeschaut und vielleicht käme das hier in Frage:
E = e * U
1/2 m v² = e * U |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 18. Dez 2006 14:22 Titel: |
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Genau |
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Ahnungslose
Anmeldungsdatum: 28.11.2006
Beiträge: 21
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| Ahnungslose Verfasst am: 18. Dez 2006 14:23 Titel: Re: Franck-Hertz-Versuch |
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| Tukki hat Folgendes geschrieben: |
1. Ab einer bestimmten Mindestspannung kann die Abstrahlung der Wellenlänge λ = 253,5nm nachgwiesen werden. Berechnen sie hierraus die Spannungsdifferenz zwischen zwei I-Maxima. |
Allerdings habe ich eben noch einmal nachgedacht und ich glaube das käme eher in Frage:
e * U = h * f
e * U = c/λ * h
dann das ganze durch e
rauskommen müsste: 4,89092 V
stimmt das überhaupt?  |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 18. Dez 2006 14:34 Titel: |
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Einverstanden |
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Ahnungslose
Anmeldungsdatum: 28.11.2006
Beiträge: 21
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| Ahnungslose Verfasst am: 18. Dez 2006 14:36 Titel: |
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| Tukki hat Folgendes geschrieben: | | 2. Können Photonen der Engergie 5,2 ev absorbiert werden? |
Antwort:
E Photon = c/λ * h
E Photon = 4,890920604 ev
Da allerdings ein Photon immer nur einen bestimmten Energiebetrag abgeben kann, kann es nicht 5,2ev abgeben.
Stimmt das? |
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Ahnungslose
Anmeldungsdatum: 28.11.2006
Beiträge: 21
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| Ahnungslose Verfasst am: 18. Dez 2006 14:38 Titel: |
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ähhh nicht abgeben sondern absorbieren.
Bei der dritten Aufgabe habe ich allerdings garkeine Ahnung. Ich habe auch schon im Buch nachgeschaut und dort finde ich garnichts zur Argon Reihe.
Allerdings habe ich etwas zu sichtbarem Licht gefunden:
1,55ev bis 3,10ev ist sichtbares Licht |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 18. Dez 2006 15:13 Titel: |
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| Ahnungslose hat Folgendes geschrieben: |
Da allerdings ein Photon immer nur einen bestimmten Energiebetrag abgeben kann, kann es nicht 5,2ev abgeben.
Stimmt das? |
Ja, das würde ich auch so sehen
Für die dritte Aufgabe kannst du die Information verwenden, die der Franck-Hertz-Versuch laut Aufgabenstellung liefert:
Da gibt es Elektronen, die geben beim Stoß eine Energie von 10,5 eV ab, und andere Elektronen, die geben beim Stoß eine Energie von 12.8 eV an das Atom ab.
Offenbar ist in dem Argon-Atom ein Energie-Niveau 10,5 eV über dem Grundzustand, und ein anderes Energieniveau 12,8 eV über dem Grundzustand.
In welchen Portionen kann das Argon-Atom also offenbar Energie aufnehmen und abgeben? (Findest du hier drei verschiedene Energieportionen?)
Welche Energiedifferenzen zwischen diesen drei Niveaus treten auf? Bei welchen Wellenlängen können also Photonen emittiert werden? |
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Ahnungslose
Anmeldungsdatum: 28.11.2006
Beiträge: 21
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| Ahnungslose Verfasst am: 18. Dez 2006 15:55 Titel: |
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Leider habe ich garkeine Ahnung.
Vielleicht könnte das Argon zuerst Energie von 12.8ev auf 10,5ev abgeben und danach in den Grundzustand zurückfallen?
Ich bin leider völlig ratlos ...  |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 18. Dez 2006 17:11 Titel: |
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| Ahnungslose hat Folgendes geschrieben: |
Vielleicht könnte das Argon zuerst Energie von 12.8ev auf 10,5ev abgeben und danach in den Grundzustand zurückfallen?
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Ganz genau
Das Atom könnte von oben in die Mitte, oder von der Mitte nach unten fallen. Außerdem kann es auch von ganz oben direkt nach unten fallen. Damit hat es hier drei verschiedene Möglichkeiten von Energieportionen, die es abgeben kann. |
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Ahnungslose
Anmeldungsdatum: 28.11.2006
Beiträge: 21
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| Ahnungslose Verfasst am: 19. Dez 2006 11:37 Titel: |
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Jiiiipiieee dankesehr, für deine liebe Hife! Das finde ich wirklich ganz klasse von dir.
gestern abend habe ich die klausur hinter mich gebracht und es lief soweit sogar ganz gut.
nochmal danke! |
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