Abi Vortrag

1. Franck-Hertz Versuch
Rafael Zárate
Catarina Macht

2. Gliederung
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Hintergrund
Aufbau
Durchführung
Beobachtungen
Deutung
Schlussfolgerungen
Quellen

3. Hintergrund
• James Franck und Gustav Ludwig Hertz
• 1914
• Belegen die Existenz von Energieniveaus in
Atomen
• 1925 Nobelpreis für Physik

4. Aufbau

5. Durchführung
• Heiz- und Gegenspannung auf feste Werte
einstellen
• Beschleunigungsspannung langsam erhöhen
•  Emittierte Elektronen stoßen im Weg zur
Anode mit den Helium-Atomen zusammen und
geben Energie ab
•  Haben die Elektronen noch genügend
Energie, schaffen sie es bis zum Auffänger

6. Durchführung (2)
• Elektronen, die am Auffänger ankommen,
erzeugen Strom
• Die Strom- und Spannungswerte werden
gemessen
• Aufgenomene Werte werden in einer I(U)Graphik dargestellt

7. Beobachtungen
• Es entseht Licht in der Röhre

8. Beobachtungen (2)
Anodenstrom beim Franck-Hertz-Versuch an Quecksilber (Hg)

9. Deutung
• Die beschleunigten Elektronen stoßen auf zwei
Arten mit den Atomen zusammen
Elastische Stöße:
Elektronen verlieren fast keine Energie und
können deswegen den Auffänger erreichen
Inelastische Stöße:
Elektronen geben ihre Energie an Elektronen
des Gasatoms ab und erreichen deswegen den
Auffänger nicht.

10. • Das enstandene Licht sieht man, weil die von
den Elektronen des Gasatoms aufgenommene
Energie wieder als Lichtquant emittiert wird

11. Das Helium-Atom

12. Emissionsspektrum von Helium
• Wellenlängen und Frequenz der
Sprektranllinien
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438,793 nm = 6,8322 ∙ 10¹⁴ Hz
443,755 nm = 6,7558 ∙ 10¹⁴ Hz
447,148 nm = 6,7045 ∙ 10¹⁴ Hz
471,314 nm = 6,3608 ∙ 10¹⁴ Hz
492,193 nm = 6,091 ∙ 10¹⁴ Hz
501,567 nm = 5,9771 ∙ 10¹⁴ Hz
504,774 nm = 5.9391 ∙ 10¹⁴ Hz
587,562 nm = 5.1023 ∙ 10¹⁴ Hz
667,815 nm = 4.4892 ∙ 10¹⁴ Hz

13. Energieniveaus von Helium
• Das Termschema eines
Heliumsatoms zeigt einige
Eigenschaften eines
Mehrelektronen-Atoms
• Ein Elektron in einem höheren
Niveau kann einen Spin
parallel (Parahelium) oder
antiparallel zu dem Elektron
im Grundzustand haben
(Orthohelium)

14. Schlussfolgerung
• Der Franck-Hertz Versuch beweist, dass
Elektronen auch durch inelastische Stöße in
einen angeregten Zustand gebracht werden
können
• Elektronen der Atome können nur ganz
bestimmte Energien aufnehmen
Diese Energien werden in Form von Strahlung
wieder emittiert
• Emittierten Elektronen, die nicht eine
bestimmte Energie besitzen, werden nicht von
den Elektronen der Atomen absorbiert

15. • Durch diesen Versuch wiesen Franck und Hertz
die konkreten Energiezustände in Atomen nach
• Die Energiedifferenzen zw. den einzelnen
Energieniveaus werden auch nachgewiesen

16. Quellen
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http://phys.educ.ksu.edu/vqm/html/FranckHertz.html
http://www.ulfkonrad.de/pdf_s/referate/atom-quant/fhv-ko
http://de.wikipedia.org/wiki/Franck-Hertz-Versuch
http://www.leifiphysik.de/web_ph12/versuche/10frank
herz/aufbau.htm
• http://www.youtube.com/watch?v=JrvCDHQcj40
• http://www.youtube.com/watch?v=uVkpaDw-5y0
• http://hydrogen.physik.uniwuppertal.de/hyperphysics/hyperphysics/hbase/quantum/he
lium.html#c1
• http://www.cactus2000.de/de/unit/masswav.shtml