Aufgabe zum Franck-Hertz Versuch

Mirko_09 · Anmeldungsdatum: 19.02.2013 Beiträge: 1

Hallo,

ich schreibe nächste Woche meine Physik-Gk Vorabi-Klausur und habe jetzt zur Vorbereitung eine Aufgabe zum Thema Franck-Hertz-Versuch bekommen.

Den Versuch habe ich denke ich ganz gut verstanden, allerdings kämpfe ich mit der Aufgabe ein bischen....Wäre nett wenn mir jemand einen Denkanstoß geben könnte. Also:

Bei dem Franck-Hertz-Elektronenstoßversuch werden Elektronen in einem Feld der Spannung U= 4,9 V beschleunigt und stoßen dann vollkommen unelastisch mit Quecksilberatomen zusammmen, d.h. die Elektronen verlieren bei diesen Stößen ihre gesamte kinetische Energie. Eom durch Elektronenstoß angeregtes Quecksilberatom strahlt ein Lichtquantum mit der Wellenlänge 2,24*10^-7 m (ultraviolett) ab. Bei geringen Beschleunigungsspannungen tritt dieser Effekt nicht auf.

a.) Berechnen sie den Impuls p des unelastischen stoßenden Elektrons.

Also mein Ansatz: p= m * v

m (Formelsammlung)=9,109*10^-31 kg

Wie komme ich jetzt auf v? Ich vermite das ich den Wert aus der Beschleunigungsspannung bekomme, aber wie?

b.) Berechnen Sie den Impuls p(Quant) des abgestrahlen Lichtquants.

meine Idee: h/Lamda=(6,626*10^-34 J*s)/(2,54*10^-7 m)= 2,6*10^-27 J*s/m

c.) Wir betrachten jetzt Elektronen, die vor dem Stoß eine Beschleunigungsspannung durchlaufen haben, die kleiner, gleich oder größer als 4,5 V ist. Stellen Sie einen Term für die kinetische Enerkie Wk eines stoßenden Elektrons auf, der die Abhängigkeit der kinetischen Energie Wk vom Impuls pe des Elektrons wiedergibt.

Mein Ansatz:
Wkin= 1/2*m*v²
pe=m*v
v wird wahrscheinlich aufgrund von unterschiedlichen U-Werten drei mal verschieden sein.

d.)Wir betrachten jetzt nur solche Elektronen, die bei dem Stoß den gleichen Impulsbetrag besitzen, wie ihn das unter b) genannte Lichtquant hat. Zeigen Sie: Solche Elektronen können keine Quecksilberatome durch Elektronenstoß anregen ; es kommt also gar nicht zur Abstrahlung des unter b) genannten Lichtquants.

?????

Ich hoffe mir kann jemand ein paar Tipps geben. Danke für eure Hilfe!

17 · Anmeldungsdatum: 23.02.2013 Beiträge: 23

zu a)
Aus einer Beschleunigungsspannung folgt die kinetische Energie E=Q*U
Außerdem weißtdu, dass Ekin=0.5*m*v^2 ist.
Gleichsetzen und nach v umstellen

zu b)
ist richtig

zu d)
Du hast zuvor ausgerechnet, welchen Impuls das e- mindestens haben muss um ein um das Quecksilber-Atom anzuregen, der Impuls des Lichtquants ist geringer --> Das e- mit dem Impuls des Photons kann kein Quecksilber-Atom anregen.