Franck-Hertz-Versuch
Historisches 1913 von James Franck und Gustav Ludwig Hertz durchgeführt. 1926 wurden der Nobelpreis für den Versuch verliehen.
Einordnung in den Lehrplan Richtlinien und Lehrpläne für die Sekundarstufe II – Gymnasium/Gesamtschule in NRW Oberstufe (Klasse 13) Sachbereich: Atom-und Quantenphysik Quanteneffekte Linienspektren und Energiequantelung des Atoms
Vorkenntnisse Atommodelle Rutherford (Bohr)
Lernziele Die Schüler sollen erkennen, dass …. Elektronen nur eine bestimmte Energiemenge oder ein Vielfaches dieser an die Quecksilberatome abgeben. die abgegebene Energiemenge spezifisch für das Quecksilber ist.
Materialien evakuierter Glaskolben (Franck-Hertz-Rohr) 2 Netzgeräte 2 Messgeräte Messverstärker Batterie 1,5V Schiebwiderstand Thermometer (bis 200°C)
Versuchsaufbau 0…60V A V M 1,5V 6,8V 0,35A
Vorsicht Innerhalb des Franck-Hertz-Versuches herrschen Temperaturen von ca. 180°C. Der Aufbau ist somit nur mit Vorsicht zu berühren!
Ergebnisse Der Verlauf der U-I-Kurve sollte diesen Verlauf zeigen.
Ergebnisse Der Spannungsunterschied zwischen aufeinander folgenden Tälern bzw. Bergen bleibt immer gleich (sollte bei 4,9 V liegen). Quecksilberatome können nur einen Energiebetrag von 4,9 eV aufnehmen.
Probleme Bei der Verkabelung muss aufgepasst werden, da man sonst schnell die Übersicht verliert. Der Franck-Hertz-Versuch benötigt eine gewisse Vorlaufzeit um auf Betriebstemperatur zu kommen. Der Franck-Hertz-Versuch wird sehr heiß, beim verkabeln muss also Vorsicht oberste Prämisse sein.