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Vinterblot



Anmeldungsdatum: 05.09.2012
Beiträge: 21
Beitrag Vinterblot Verfasst am: 21. Mai 2014 15:29    Titel: Franck-Hertz-Versuch Antworten mit Zitat
Hallo!

folgende Aufgabenstellung

Zitat:

Bei einem Franck-Hertz-Versuch sind Minima des Anodenstromes fur Beschleunigungsspannungen in 
Abstanden von U = 2,104 V zu beobachten.
b) In welcher Farbe leuchtet das Fullgas bei einer Beschleunigungsspannnung von  UB =4 V bzw.
5 V? Welches Gas be ndet sich in der Rohre?


Ich bin da jetzt ein bisschen verwirrt, weil ich nicht so recht erkennen kann, weshalb ausgerechnet nach 4V und 5V Beschleunigungsspannung gefragt wird.

Nach meinem Verständnis läuft das ganze so ab:
Ich schieße mit meinen Elektronen auf Gasatome. Die Elektronen werden beschleunigt mit



Ich habe Stromminima bei 2.104V. D.h. bei einem Schwellenwert der Anregeenergie von 2.104eV bin ich grade in der Lage, ein Schalenatom auf ein höheres Energieniveau zu heben.

Dieses Schaltenatom wird sich zurück in den Grundzustand bewegen, dabei wird die Energie, die ich durch den Beschuß mit dem Elektron hineingesteckt haben in Form eines Photons wieder frei.

Für das Photon gilt



Jetzt kann ich Gleichsetzen



Und damit bestimme ich die Wellenlänge des Lichts.
Ganz wichtig hierbei: U ist nicht die Beschleunigungsspannung, sondern die Anregeenergie, d.h. die Menge Energie, die mein Elektron an das Atom beim inelastischen Stoß überträgt.

Mehrere Fragen fallen mir dazu ein:

1) Angeblich handelt es sich bei dem Gas um Natrium, wie mir eine Kommilitonin verriet. Wie kann ich das verifizieren? Eigentlich hätte ich ja einfach versucht die Anregungsenergie 2.104eV als Literaturwert nachzuschlagen. Leider ist es gar nicht so einfach, da etwas zu finden.

2) Was hat die Beschleunigungsspannung mit der Lichtfarbe zu tun? Nach meinem Verständnis bin ich bei 2.104V in der Lage, einmal inelastisch zu stoßen => Licht. Erhöhe ich nun die Spannung, stoße ich trotzdem nur einmal wegen der diskreten Energieniveaus (das ist ja grade der Witz am Versuch). Erreiche ich 4.208V, so kann mein Elektron zwei mal stoßen => Allerdings natürlich jeweils mit der selben Farbe. Der nächste Schwellenwert wäre dann 6.312V für drei Stöße.

Warum wird hier also grade nach 4V und 5V gefragt? Ist das tatsächlich einfach nur ne Fangfrage oder überseh ich da etwas?
jh8979
Moderator


Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8762
Beitrag jh8979 Verfasst am: 21. Mai 2014 15:37    Titel: Antworten mit Zitat
Ja, zuerst die Wellenlänge ausrechnen... dann Werte nachschlagen. In diesem Fall:
http://de.wikipedia.org/wiki/Natrium-D-Linie

Warum nach 4V und 5V gefragt ist, seh ich gerade auch nicht so wirklich.
Vinterblot



Anmeldungsdatum: 05.09.2012
Beiträge: 21
Beitrag Vinterblot Verfasst am: 21. Mai 2014 16:05    Titel: Antworten mit Zitat
Okay, es kommt natürlich 589nm raus, was ja grade dieser typischen Wellenlänge für Natrium entspricht.

Was mir an dieser Stelle jedoch nicht ganz klar ist: Ist nur diese Wellelänge tatsächlich schon ausreichend als Beweis, dass es sich um Natrium handelt? Ist es nicht denkbar, dass auch andere Stoffe eine solche Wellenlänge ausstrahlen? (Von Chemie hab ich leider deutlich weniger Ahnung als gewünscht....)

Nachtrag:
Dass das Linienspektrum eindeutig ist, ist klar. Aber ich erhalte hier ja nur eine einzelne Wellenlänge, kein Spektrum.
jh8979
Moderator


Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8762
Beitrag jh8979 Verfasst am: 21. Mai 2014 17:44    Titel: Antworten mit Zitat
Es gibt unzählige Linien in dem Bereich, eindeutig ist das bei weitem nicht. Aber Natrium ist eine sehr bekannte Linie.

Hier kannst Du gucken welche es da alle so gibt:
http://physics.nist.gov/PhysRefData/ASD/lines_form.html
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