Teilchen & Wellen SS 2004 Denninger Franck-Hertz Versuch 1
Der Franck-Hertz Versuch
Der Franck-Hertz Versuch zeigt direkt, daß auch der Energieübertrag durch
Elektronenstöße auf ein Atom quantisiert ist! Das Atom kann nur bestimmte diskrete Energiebeträge aufnehmen. James Franck, Gustav Hertz , 1924
Schema der Versuchsanordnung. Hg-Dampf
Elektronenstrom an der Anode A als Funktion der Beschleunigungsspannung U.
Teilchen & Wellen SS 2004 Denninger Franck-Hertz Versuch 2
Die Anregung zeigt Stufen im Abstand von 4.9 eV. Die angeregten Hg-Atome in der Gasphase emittieren Photonen der Energie hν = 4.9 eV.
Der Wirkungsquerschnitt für diese Stoßanregung ist für viele Atome gemessen worden. Für Quecksilber und für Wasserstoff sind die Ergebnisse:
Der maximale Wirkungsquerschnitt für die Anregung von Hg-Atomen ist ca. σex ≈ 0.6·10-16cm2.
Damit kann man die notwendige Dichte nHg berechnen, damit auf einer Strecke L im Mittel ein inelastischer Stoß stattfindet:
n L
ex
⋅
= σ 1
Hg
Für L = 1cm berechnet man:
nHg = 1.66·1016 cm-3
Dies entspricht einem Druck von ca.
62.6 Pa (0.469 torr).
Bei 110 °C hat Hg diesen Dampfdruck.
Teilchen & Wellen SS 2004 Denninger Franck-Hertz Versuch 3
Durch Einfügen eines weiteren Gitters wird die energetische Auflösung erhöht.
Franck-Hertz Versuch mit höherer Energieauflösung.
Zwischen den beiden Gittern herrscht ein fast konstantes Potential.
