Franck Hertz versuch mit neon?
Wir haben momentan das thema Franck Hertz versuch und das prinzip habe ich auch eigentlich verstanden.
Ich bin nur verwirrt wegen diesen graph. Wir hatten das mal im unterricht, aber ich konnte trotdem nie wirklich diesen zusammen hang verstehen mit dieser Tabelle/Graph.
So wie ich es verstanden habe wechselt das angeregte Elektron seine schale, aber ich weiß nicht wie ich es mit dem Franck Hertz versuch mit Neon gas damit verbinden soll.
Bzw. Wie würden die angeregte Elektrone ihre schale dort wechseln?
Im interenet wird mir dieses Bild gezeigt für neon. Aber ich weiß nicht wie ich es auf dem oberen Bild herleiten soll bzw. wie es dort aussehen würde.
2 Antworten
Die Schalen sind ja bezeichnet mit den Buchstaben K, L, M, N usw.
K ist die Bahn, die dem Kern des Atoms an nächsten ist. Die Bahn L hat einen bestimmten Abstand zu K, so auch M zu L oder K usw.
Man spricht hierbei von diskreten Energieniveaus, was prinzipiell bedeutet, dass jede Bahn einen ganz bestimmten Abstand zueinander hat, sodass ein Atom mit mindestens einer bestimmten Energie angeregt werden muss, damit das Elektron in die nächsthöhere Bahn springt.
Man sieht in der Grafik, dass ein Elektron zum Sprung von K nach L mehr Energie braucht als von L nach M oder M nach N usw. Die Abstände und somit auch die Energiedifferenz zwischen diesen Linien sind fest -> diskret.
Wenn Elektronen irgendwann wieder zurück auf eine kernnähere Bahn springen, geben sie genau die Differenz dieser Energie ab, und zwar in Form eines Lichtquants.
Wenn beispielsweise das Elektron von N nach K runterspringt, gibt es die Energie ab. Diese ist höher als die abgegebene Energie beim Sprung von beispielsweise N nach M.
Die Rücksprungweite ist abhängig davon, mit welcher Energie das Atom angeregt wurde. Elektronen, die von K nach N katapultiert wurden, springen auch direkt von N nach K zurück.
Je kernnäher ein Elektron ist, umso mehr Energie wird benötigt, um es in die benachbarte Bahn zu katapultieren. Atome im Grundzustand haben ihre Elektronen aber nicht nur auf K, sondern auch auf den anderen Bahnen. Wenn man das Atom z.B. mit jener Energie anregt, die dem Abstand von M zu N entspricht, dann springt das Elektron, was von M zu N katapultiert wurde, auch wieder auf M zurück.
Man spricht auch von sog. Energiepaketen.
Also wir hatten halt eine Formel gehabt was wir umstellen mussten, dann sollten wir den Maxima abstand bestimmen und hatten glaube ich irgendwas mit 17eV oder 18eV. Auf jeden fall mussten wir die Wellenlänge berechnen (Ich glaube das waren 70 oder 73 nm). Ich habe gerade im internet andere Tabellen gesehen die so ähnlich waren wie das da oben aber da stand halt S3, S2 etc. als K,L,M,N (Für neon). Das sah ziemlich ähnlich aus wie ich es beschrieben habe, allerdings weiß ich nicht ob das auch mit der Tabelle da oben genau so ist.
aber ich weiß nicht wie ich es mit dem Franck Hertz versuch mit Neon gas damit verbinden soll.
Das ist auch wirklich nicht ganz einfach, da man beim Frank-Hertz-Versuch im Grunde den Energieübertrag eines Elektronenstroms beim Durchgang durch ein Gas misst. Dabei stellt man fest, dass bis zu bestimmten Schwellen der Spannung die Elektronen (=Energie der Elektronen) nur wenig Energie übertragen (elastische Stöße). Genau in dem Moment, an dem aber die Elektronenenergie durch Erhöhung der Spannung ausreicht, um ein Gaselektron (im Originalversuch war das Quecksilber, in Fall Deiner Frage wäre das "Neon") in eine höhere Schale zu befördern, verlieren die Elektronen plötzlich sehr viel mehr ihrer Bewegungsenergie, der Energieübertrag (die Messgröße des Frank-Hertz-Versuch) steigt an.
Und an dieser Stelle kommt das Diagramm ins Spiel. Diese zusätzlichen Energieverluste der Elektronen müssen den Übergangsenergien in dem Diagramm entsprechen "von unten nach oben". Nachgewiesen können sie dann, in dem beim umgekehrten Fall "von oben nach unten" dann entsprechende Lichtquanten ausgesendet werden und detektiert werden können.
Ich kenne das nur mit Graph mit mit dem Maxima, also was das es halt so wellenartig ist (Was ich mir besser erklären kann).
Also wäre es bei der Tabelle (Für den Versuch mit Neon) so, dass das Elektron K(gamma) zuerst auf die N schale springt und dann auf die L schale (L beta) und dann von der L schale auf die K schale (K alpha) oder habe ich das falsch verstanden?