Franck-Hertz-Versuch, Energieniveau von Quecksilber

qwertz131012 · Gast

Meine Frage:
Hallo,
beim Franck-Hertz Versuch mit Quecksilber wird gedeutet, dass das erste Energieniveau bei 4,9ev liegt und die weiteren Niveaus ein vielfaches davon sind.
Der Graph des Versuchs der den Strom in Abhängigkeit zur Beschleunigungsspannung zeigt, hat in periodischen Abständen von 4,9V seine Maxima.
Meine Frage: Müssten nicht die Minima Aussage über die Energieniveaus geben?
Mein Gedankengang: Wenn der Graph ein Minimum aufweist, bedeutet das, dass bei dieser Beschleunigungsspannung, das Elektron genau die passende Energie aufweist, um seine Energie an dem Quecksilberatom zu verlieren. Damit ist der gemessene Strom am geringsten, da nach dem unelastischen Stoß die Energie der Elektronen nicht mehr ausreicht, um das Gegenfeld zu überwinden.

Überall heißt es jedoch, dass das Maximum des Graphen Aufschluss über das Energieniveau des Quecksilberatoms gibt. Meiner Meinung nach, würde das aber bedeuten, dass bei 4,9V Beschleunigungsspannung die Energie der Elektronen eben genau noch nicht ausreicht, um seine Energie an das Quecksilberatom abzugeben, da ja bei dieser Spannung am meisten Elektronen "hinten" ankommen. Somit existiert dort auch kein Energieniveau.
LG

Meine Ideen:
Einen eigenen Ansatz, mit dem ich mir erklären könnte, wieso die Maxima und nicht die Minima aussagekräftig für die Energieniveaus sind habe ich leider nicht.

Gast002 · Gast

Hallo,

die Dichte der Quecksilberatome im Versuchsgefäß ist ziemlich niedrig. Es werden also nicht alle Elektronen, nachdem sie die Energie 4,9 eV erreicht haben, sofort auf ein Quecksilberatom treffen, an das sie ihre Energie abgeben können, sondern nur einige wenige, die statistisch gesehen Glück hatten. Steigert man die Spannung zwischen Kathode und Gitter, so steigt die Zahl der Elektronen, die ihre Energie abgeben, da sie ja nach dem Punkt, wo ihre Energie 4.9 eV ist, noch ein Stück Weg zum Gitter haben, die Chance, ein Quecksilberatom zu treffen, also größer wird.

D. h. eigentlich müßte man zur Bestimmung der Anregungsenergie den Punkt der Kurve nehmen, wo die erste Abweichung vom ansteigenden Verlauf auftritt. Das ist aber schwierig und erfordert eine mathematische Beschreibung des ansteigenden Verlaufs. Die nächstbeste Näherung ist dann das Maximum.

Für eine exakte Bestimmung der möglichen Anregungsenergien im Quecksilber ist der Franck-Hertz Versuch auch nicht gedacht. Sondern der diskrete Charakter der möglichen Anregung soll nachgewiesen werden.

Beste Grüße