Nach dem Bohrschen Atommodell bzw. der Quantenmechanik kann ein Atom nur bestimmte diskrete Energiebeträge absorbieren bzw. emittieren.
Diese Aussage steht im krassen Gegensatz zur klassischen Physik und bedurfte deshalb einer experimentellen Bestätigung. Diese wurde 1914 von J. Franck und G. Hertz geliefert. Deren berühmter Elektronenstreuversuch (Franck-Hertz-Versuch) soll in dieser Arbeit beleuchtet werden.
Zunächst erfährt der Leser eine Einführung, in die für das Verständnis erforderlichen wichtigsten theoretischen Grundlagen zu diesem Versuch. Anschließend wird der Versuchsaufbau und die Versuchsdurchführung dargestellt. Im Hauptteil wird das Augenmerk auf die Auswertung und die ausführliche Diskussion der Messergebnisse gerichtet. Dabei werden dem Leser viele Details und Zusammenhänge vermittelt. Mit einer Zusammenfassung der Versuchsergebnisse und einer Literaturliste schließt die Arbeit ab.
Inhaltsverzeichnis
- verwendete Formelzeichen
- 1. Einleitung
- 2. Theoretische Grundlagen
- 2.1. Das klassische Atommodell nach Rutherford
- 2.2. Das Bohrsche Atommodell
- 2.3. Die allgemeine Gasgleichung
- 2.4. Die Grundgleichung der kinetischen Gastheorie
- 2.5. Der Dampfdruck einer Flüssigkeit
- 2.6. Elektrische Ladungen im homogenen elektrischen Feld
- 2.7. Die Energieabnahme bei elastischer Streuung
- 2.8. Die mittlere freie Weglänge zwischen zwei Stößen
- 3. Versuchsbeschreibung und Durchführung
- 4. Messergebnisse
- 5. Auswertung und Diskussion der Messergebnisse
- 6. Zusammenfassung
- Literatur
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Dieser Versuchsprotokoll beleuchtet die Funktionsweise des Franck-Hertz-Versuchs, ein Experiment, das die Quantenmechanik und die Anregung von Atomen veranschaulicht. Ziel ist es, das Verständnis der grundlegenden physikalischen Prinzipien des Experiments zu fördern und die relevanten physikalischen Gesetzmäßigkeiten zu erklären. Die experimentellen Daten werden analysiert und diskutiert, um die Ergebnisse zu validieren und die Funktionsweise des Experiments zu verstehen.
- Das Franck-Hertz-Experiment und die Quantisierung der Energie
- Die Rolle der Quantenmechanik in der Atomstruktur
- Die Anregung von Atomen durch Elektronenstoß
- Die Messung von Atom-Energieniveaus
- Die Interpretation der Messergebnisse und die Anwendung der theoretischen Grundlagen
Zusammenfassung der Kapitel
Die Einleitung liefert einen Überblick über die Bedeutung und die Zielsetzung des Franck-Hertz-Versuchs. Kapitel 2 behandelt die theoretischen Grundlagen des Experiments, einschließlich des klassischen und des Bohrschen Atommodells, der kinetischen Gastheorie, des Dampfdrucks, des elektrischen Felds und der Energieübertragung bei elastischen Stößen. Kapitel 3 beschreibt die Durchführung des Versuchs und die verwendete Apparatur. Die Messergebnisse werden in Kapitel 4 präsentiert. In Kapitel 5 erfolgt die Auswertung und Diskussion der Ergebnisse, wobei die erhaltenen Daten mit den theoretischen Vorhersagen verglichen und interpretiert werden. Die Schlussfolgerungen des Versuchs und die Bedeutung des Experiments werden in Kapitel 6 zusammengefasst.
Schlüsselwörter
Franck-Hertz-Versuch, Quantenmechanik, Atomstruktur, Anregung, Elektronenstoß, Atom-Energieniveaus, Messwerte, theoretische Vorhersagen, kinetische Gastheorie, Dampfdruck, elastischer Stoß, Quecksilberdampf, Spannungs-Strom-Kennlinie.
- Arbeit zitieren
- Dirk Brömme (Autor:in), Alexandra Eggemann (Autor:in), 2003, Protokoll und Ausarbeitung zum Franck-Hertz-Versuch, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/18663
