Fragwürdiger Versuch zur freien Weglänge von Atomen

Nikolas

Hallo

Es geht um die Deutung eines Versuches aus der heutigen Ex-Vorlesung:
Versuchaufbau: ein Glaszylinder mit einer Gasfüllung die nach Anlegen einer Spannung (wie wurde nicht genau gesagt) angefangen hat zu Leuchten. Also eine Art Leuchtstoffröhre. Als die Spannung verändert wurde hat sich das Leuchten derart verändert, dass sich ein Streifenmuster gebildet hat, so dass etwa in Abständen von einem cm das Gas geleuchtet hat und sonst nicht. (sah in etwa aus wie ein Interferenzmuster). Als Erklärung hieß es, dass dieser Abstand der freien Weglänge der Atome im Gas entspricht.

Mich wundert jetzt, warum man da ein geordnetes Muster gesehen hat.

In der Schule hatten wir mal ein ähnliches Experiment und da wurde das Ergebniss so gedeutet, dass freie Elektronen durch die Spannung so lange beschleunigt werden, bis sie genügend Energie haben, um die Gasatome anzuregen und damit Licht zu erzeugen. Nach dem Stoß mit einem Atom sind sie wieder sehr langsam und müssen erst wieder eine bestimmte Strecke lang beschleunigt werden. Dabei ist klar, warum man diese Anordnung von Streifen erhällt.

So. Soweit die Beobachtungen. Was meint ihr dazu?

Ich · Gast

Was du wohl meinst ist der Franck-Hertz-Versuch.
Er demonstriert die diskreten Übergangsenergien im Atom.

Nikolas

Stimmt. Das war der Versuch aus der Schule. Heute wurde der Versuch allerdings zum Thema freie Weglänge verkauft, was mich gewundert hat.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Die freie Weglänge in dem Versuch aus deiner Exphysik-Vorlesung halte ich für die freie Weglänge von im elektrischen Feld beschleunigten Elektronen zwischen zwei unelastischen Stößen mit den Gasatomen. Oder möglicherweise auch für die freie Weglänge von im elektrischen Feld beschleunigten Ionen zwischen zwei unelastischen Stößen mit den Gasatomen.

Ich teile dein Gefühl, dass das nicht wirklich dasselbe ist wie die freie Weglänge von Atomen zwischen zwei Stößen. Zum allgemeinen Veranschaulichen des Konzepts der freien Weglänge ist dieser Versuch allerdings sicher schön.

Nikolas

Die Weglänge zwischen zwei Stößen ist ja normalerweise nur vom Zufall gesteuert und hier ist die Weglänge recht genau durch die Energiebänder der Atome sowie angelegte Spannung bestimmt.
Das war in der ExI-Vorlesung, d.h. von elektrischen Feldern, Atomen, Energiezuständen oder ähnlichen haben wir noch nie gehört.
Von da her war der Versuch zwar lustig (es hat was geleuchtet) aber sonst voll am Thema vorbei.