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#question #QM #experiment
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> [!question] Frage
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> Wie funktioniert das Franck-Hertz-Experiment, und welche Bedeutung hat es für die Quantenmechanik?
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> Weitere Fragen:
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> - Worin besteht der Unterschied zum Photoeffekt?
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> - Welches Elektron im $\ce{Hg}$-Gas wird angeregt und wie ist der Übergang?
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> - In welche Raumrichtungen geschieht die Emission?
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> - Warum treffen die Elektronen nicht auf die Gitteranode?
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> - Wie funktioniert die Glühkathode (inkl. Verteilung der Elektronen)?
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# Antwort
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![[Franck-Hertz-Versuch]]
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## Weitere Fragen
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### Worin besteht der Unterschied zum Photoeffekt?
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Beim [[Der photoelektrische Effekt|Photoeffekt]] wurde die Quantisierung der [[Photon]]enenergie in Proportionalität zu deren Frequenz festgestellt, während der *Frank-Hertz-Versuch* die Quantisierung der Energieaufnahme von Atomen festgestellt hat.
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### Welches Elektron im Hg-Gas wird angeregt und wie ist der Übergang?
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Die Valenzelektronen beim Quecksilber sind in der 6s-Schale ([Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s²) und gehen in die p-Schale über mit einer Energiedifferenz von $\pu{4.9 eV}$.
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### In welche Raumrichtungen geschieht die Emission?
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Der Raum besitzt keine Vorzugsrichtung. Die Abstrahlung ist isotrop.
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### Warum treffen die Elektronen nicht auf die Gitteranode?
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Das elektrische Feld, welches die Elektronen in Richtung der Gitteranode beschleunigt ist weitestgehend homogen bis kurz vor der Anode, weshalb sie gleich wahrscheinlich in Richtung einer Gitterlücke beschleunigt werden. Es sehr nah am Gitter wird das Feld inhomogen, wobei die Elektronen jedoch aufgrund ihrer Trägheit nicht beeinflusst werden ($\pu{4,9 eV} \equiv \pu{1.3e6 m/s}$).
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Trotz dessen kommt es zu einem Strom an Elektronen, welche in die Gitteranode eintreten. Dieser weißt selbst keinen Franck-Hertz-Verlauf auf, da es zu keinem Energiecutoff aufgrund einer Bremsspannung kommt.
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### Wie funktioniert die Glühkathode (inkl. Verteilung der Elektronen)?
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Die Glühkathode wird erhitzt wobei die Elektronen durch die [[Stochastische Verteilungen#*Fermi-Dirac*-Verteilung]] beschrieben werden können. Einige Elektronen besetzen hierdurch ab einer gewissen Temperatur auch ionisierte Zustände und werden ausgelöst.
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![[fermi_dirac_glühkathode.png]]
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# Vorkommen
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1. [[Notizen_2023-12-21_Altprotokoll_Wolf]]
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2. [[Notizen_2023-12-18_Altprotokoll_Wolf]]
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3. [[Notizen_2023-11-10_Altprotokoll_Wolf]]
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4. [[Notizen_2023-10-30_Altprotokoll_Wolf]]
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5. [[Notizen_2023-09-28_Altprotokoll_Wolf]]
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6. [[Notizen_2023-09-19_Altprotokoll_Wolf]]
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7. [[Notizen_2023-09-14_Altprotokoll_Wolf]]
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8. [[Notizen_2023-06-06_Altprotokoll_Wolf]]
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9. [[Notizen_2023-02-09_Altprotokoll_Wolf]]
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10. [[Notizen_2022-10-19_Altprotokoll_Wolf]]
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11. [[Notizen_2022-09-00_Altprotokoll_Wolf]]
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12. [[Notizen_2022-09-08_Altprotokoll_Wolf]]
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13. [[Notizen_2019-12-19_Altprotokoll_Wolf]]
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14. [[Notizen_2019-04-18_Altprotokoll_Wolf]]
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15. [[Notizen_2018-08-06_Altprotokoll_Wolf]]
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16. [[Notizen_2018-06-08_Altprotokoll_Wolf]]
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*Folder tags:*
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#folder/Altprotokolle |