Franck Hertz Versuch - Photonen Energie berechnen?
Guten Morgen liebe Community, ich bin mit einer Physik Aufgabe überhaupt nicht vertraut. Könntet ihr mir vielleicht helfen? Das wäre wirklich super lieb. :) "Berechne die von einem Phton abgestrahlte Energie. Welche Energie muss ein Elektron nach Durchlaufen der Beschleunigungsspannung mindestens haben, damit drei Leuchtscheiben mit Beta 480 nm zu sehen sind. Ich bedanke mich schonmal bei euch! Liebe Grüße
1 Antwort
Nicht das Photon strahlt Energie ab, sondern es ist die abgestrahlte Energie, nämlich ein Lichtquant.
Die Energie ε des Photons ist proportional zu seiner Frequenz f, nämlich
(1) ε = hf.
Dabei ist
h ≈ 6,6×10¯³⁴Js
(genauere Zahlen gibt's in Wikipedia) das PLANCK'sche Wirkungsquantum, eine universelle Konstante.
Mit der Ausbreitungsgeschwindigkeit
c ≈ 3×10⁸m/s
(exakt 299792458, aber für eine Überschlagsrechnung reicht 3×10⁸) ergibt sich die Wellenlänge
(2.1) λ = c/f = hc/ε,
respektive, nach ε umgestellt,
(2.2) ε = hc/λ ≈ 2×10¯²⁵Jm/4,8×10¯⁷m ≈ 5×10¯¹⁹J ≈ 2⅔eV.
Die Maßeinheit eV ist zwar nicht SI, aber sehr gebräuchlich in der Teilchenphysik. Es verrät nämlich sofort die Beschleunigungsspannung, die ein Elektron braucht, um diese Energie zu bekommen, in diesem Fall wohl etwa 2⅔V. Typische Elektronenröhren werden mit mehreren kV Beschleunigungsspannung betrieben und senden daher Röntgenstrahlen aus, deren Photonenenergie bei mehreren keV liegt und die abgeschirmt werden müssen, um nicht der Gesundheit des Experimentators zu schaden.
