Franck-Hertz-Versuch < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 22:29 So 15.01.2012 | | Autor: | Paivren |
Hallo Leute,
kann mir vielleicht mal einer genau erklären, wie die einzelnen Spannungen beim Franck-Hertz-Versuch wirken?
Ich habe ein Bild des Versuchsaufbaus angehängt.
[Dateianhang nicht öffentlich]
Zum Beispiel verstehe ich nicht, warum die Elektronen von der Kathode von U2 nicht direkt zur Anode von U1 fließen.
Oder warum das dazwischenliegende Gitter sowohl Plus-, als auch Minuspol sein kann.
Ich habe Stromkreise mit mehreren Spannungsquellen noch nie wirklich begriffen, wenn mir jemand einen Link zu nem Crashkurs (der anfängerfreundlich ist *hust*)oder so schicken könnte, wäre ich auch sehr dankbar ;)
Schönen Abend!
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: png) [nicht öffentlich]
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Hallo!
Im Grunde mußt du bedenken, daß eine Spannung stets nur eine Differenz des Potentials zwischen zwei Punkten angibt.
Das bedeutet erstmal, daß die Elektronen in der Kathode der Batterie U2 von dort auch nur in die Anode der selbem Batterie U2 fließen wollen, in die Anode einer anderen batterie wollen sie nicht. Es reicht nicht, zwischen der Anode einer Batterie und der Kathode einer zweiten eine Lampe zu hängen. Du mußt die beiden anderen Anschlüsse der Batterien ebenfalls verbinden. Du kannst dir vorstellen, daß die Elektronen der einen batterie dann zwar durch die andere hindurch fliegen, aber dann doch in der Anode der ersten landen.
Zu deinem Versuch:
Die Spannung an deinem Gitter G1 wechselt nicht plötzlich von positiv nach negativ. Elektronen werden immer von dem Ort angezogen, der eine höhere Spannung gegenüber dem aktuellen Aufenthaltsort hat.
In der Nähe der Kathode K sehen die Elektronen das Gitter G1, welches eine Spannung von sagen wir +5V gegenüber ihrem aktuellen Aufenthaltsort hat, also fliegen sie dahin.
Ein Teil der Elektronen wird nun sicher auf das Gitter prallen, und damit verschwinden. (Genauer: Es fließt dann ein Strom durch die Batterie U1, und es werden dafür Elektronen in die Kathode K gepumpt)
Aber die meisten Elektronen werden durch ihren Schwung durch die Löcher hindurch fliegen. Von dort aus sehen sie plötzlich, daß G2 nochmal z.B. +15V gegenüber dem aktuellen Ort hat, und werden von G2 angezogen.
Die Elektronen, die G2 erreichen, wurden durch eine Gesamtspannung von 5V+15V=20V beschleunigt.
Nun ist da die Anode, sie hat eine Spannung von ca. -1V gegenüber G2. Das heißt, die Elektronen werden davon nicht angezogen, sondern abgestoßen. Da diese -1V jedoch gering gegenüber den 20V ist, werden sie nur ein wenig abgebremst, sie sind so schnell, daß sie dennoch auf die Anode einschlagen.
Die Elektronen wurden also zunächst von +5V und +15V beschleunigt, und dann von -1V abgebremst. Also insgesamt von +19V beschleunigt. Du merkst, A heißt Anode, obwohl sie gegenüber G2 negativ geladen ist, und obwohl alleine auf Grund der Spannungen G2 der perfekte Ort für die Elektronen ist. Die Anode heißt nur so, weil so gut wie alle Elektronen dort auftreffen.
Jetzt mußt du über die Stöße mit den Hg-atomen nachdenken, bei denen die Elektronen ihre Energie (Geschwindigkeit) verlieren.
Wenn sie kurz vor G2 ihre letzte Kollision hatten, sind sie nur noch sehr langsam, und haben nicht genug Energie/Geschwindigkeit, um diese -1V zu überwinden.
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 21:03 Di 17.01.2012 | | Autor: | Paivren |
Hallo Event_Horizon,
vielen, vielen Dank, dass du dir so viel Zeit genommen und so detailreich geantwortet hast!
Ich glaube, deine Erklärungen haben mein Verständnis von Spannungen und Strom schon etwas verbessert, zumal du sogar auf Fragen geantwortet hast, die ich zwar auch im Kopf hatte, hier aber nicht gepostet habe (zB. warum die Anode "Anode" heißt, wenn sie die Ladung doch abstößt^^).
Um aber zu schauen, wie weit ich es jetzt verstanden habe, werde ich nochmal selbst drüber nachdenken und die eventuell noch vorhandenen Fragen dann hier posten.
Grüße :)
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