Franck-Hertz-Versuch mit anderen Gasen?
Hallo, ich habe nächste Woche Dienstag meine mündliche Prüfung in Physik und hätte eine Frage zum Thema Franck-Hertz-Versuch.
Die Röhre wird ja normalerweise mit Quecksilberdampf gefüllt oder meistens z.B. bei Schulversuchen mit Neongas, da ungefährlicher und ich glaube auch nur mit Neongas ist es sichtbar für uns (?)
Auf jeden Fall die Frage: Warum kann man nur diese zwei Elemente nehmen, oder funktioniert der Versuch auch mit anderen Gasen/Dämpfen?
Ich habe dazu einfach nichts im Internet gefunden, ich hoffe hier kann mir jemand weiterhelfen.
2 Antworten
Der Franck-Hertz-Versuch ist ein Experiment zur Bestätigung der Quantennatur von Elektronen. Es verwendet eine gasgefüllte Entladungsröhre, in der Elektronen beschleunigt und mit Atomen des Gases wechselwirken. Dabei treten bestimmte charakteristische Energieübertragungen auf, die als Stufen im Energie-Zustands-Diagramm sichtbar werden.
Während Quecksilber- und Neonröhren am häufigsten für den Franck-Hertz-Versuch verwendet werden, ist es prinzipiell möglich, den Versuch mit anderen Gasen oder Dämpfen durchzuführen. Die Wahl der Gase hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter:
1. Atomstruktur: Der Franck-Hertz-Versuch basiert auf der Wechselwirkung von Elektronen mit den Atomen des Gases. Die Energieübertragungen treten auf, wenn die Elektronen mit den Atomen zusammenstoßen und ihnen Energie übertragen. Die genaue Struktur der Atome und deren Energieniveaus beeinflussen die Art und die Anzahl der beobachteten Stufen. Quecksilber und Neon sind aufgrund ihrer spezifischen Energieniveaus besonders gut geeignet, um deutliche Stufen im Franck-Hertz-Versuch zu erzeugen.
2. Dampfdruck: Der Franck-Hertz-Versuch erfordert eine ausreichende Menge des Gases oder Dampfes in der Röhre, um eine signifikante Wechselwirkung mit den Elektronen zu ermöglichen. Das Gas sollte daher bei der gegebenen Versuchsanordnung einen ausreichenden Dampfdruck haben, um eine angemessene Anzahl von Zusammenstößen zu gewährleisten.
3. Sichtbarkeit: Während Quecksilberdampf und Neon bei normalen Drücken und Temperaturen sichtbar sind, sind andere Gase möglicherweise nicht sichtbar oder schwer zu beobachten. Das kann die visuelle Interpretation der beobachteten Stufen erschweren.
Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass der Franck-Hertz-Versuch nicht mit beliebigen Gasen oder Dämpfen durchgeführt werden kann. Die spezifischen Eigenschaften der Elektron-Atom-Wechselwirkung, die Energieübertragungen und die Sichtbarkeit der Stufen erfordern eine sorgfältige Auswahl der Gase. Quecksilber und Neon sind aufgrund ihrer Eigenschaften und Verfügbarkeit beliebte Optionen, aber prinzipiell könnten auch andere Gase mit geeigneten Eigenschaften für den Versuch verwendet werden.
Der Versuch funktioniert mit allen Gasen, deren feste Elektronen springen können. Es ist nun deine Aufgabe herauszufinden, welche Gase das sind.