Franck-Hertz-Versuch < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 16:17 Mi 07.06.2006 | | Autor: | queza |
Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt.
Die Elektronen kommen ja aus der Kathode. (negativ geladen)
Danach folgt ein Gitter und eine Anode.
Theoretisch müsste die Elektronen doch von der Anode angezogen werden (+ geladen)
Ich lese aber immer, dass das Gitter zur Beschleunigung dient. (Müsste dann auch eine Anode sein)
Wird der Strom gemessen, wenn die Elektronen an das Gitter kommen, oder müssen sie bis zur Anode kommen?
Zwischen Gitter und Anode entsteht doch eine Gegenspannung, die die Elektronen durchlaufen müssen. Aber wenn beides Anoden sind, wie entsteht da eine Gegenspannung?
Ich versteh also nicht ganz genau den Versuchsaufbau. Hab mir schon viele Bilder angesehen, aber da war nie ein + oder - Zeichen am Gitter usw damit ich verstehen konnte, wie diese geladen sind!
Danke schonmal
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 17:15 Mi 07.06.2006 | | Autor: | ardik |
Hallo queza,
zunächst eine Zeichnung aus dem ![[]](/images/popup.gif) passenden Wikipedia-Artikel:
[Dateianhang nicht öffentlich]
Auch hier stehen zwar nicht ausdrücklich + und - dran, aber bei Spannungsquellen ist immer der kurze dicke Balken der negative Pol.
> Theoretisch müsste die Elektronen doch von der Anode
> angezogen werden (+ geladen)
Im Prinzip ja (siehe unten)
> Ich lese aber immer, dass das Gitter zur Beschleunigung
> dient. (Müsste dann auch eine Anode sein)
JA! Und ob! In diesem elektrischen Feld zwischen Kathode und Gitter(-Anode) werden die Elektronen beschleunigt.
Es ist übrigens nicht so, dass sie "von der Anode angezogen" werden. Sie werden lediglich durch das Feld zwischen Kathode und Anode beschleunigt. Wenn sie durch das Gitter hindurch sind, fliegen sie unbeeinflusst (wenn wir die "Anode" dahinter ignorieren) weiter und werden nicht etwa weiterhin durch das Gitter an- und wieder zurückgezogen.
So funktionieren z.B. Braunsche Röhre oder Fernsehbildschirm.
Sie werden also bis zum Passieren des Gitters beschleunigt und fliegen dananch mit ihrer bis dahin gewonnenen Geschwindigkeit (und der damit verbundenen Bewegungsenergie) weiter.
> Wird der Strom gemessen, wenn die Elektronen an das Gitter
> kommen, oder müssen sie bis zur Anode kommen?
Bis zur Anode. Das Gitter ist gerade deswegen ein Gitter, damit die meisten Elektronen hindurchfliegen können.
> Zwischen Gitter und Anode entsteht doch eine Gegenspannung,
> die die Elektronen durchlaufen müssen. Aber wenn beides
> Anoden sind, wie entsteht da eine Gegenspannung?
Mnjah, abweichend von obiger Zeichnung kann man durchaus auf die Spannungsquelle [mm] U_g [/mm] verzichten und stattdessen ein (hochempfindliches) Voltmeter einsetzen. Dann ist die Anode gar keine Anode im Sinne einer positiven Elektrode. Dann wird sie dadurch negativ aufgeladen, dass ja Elektronen auf sie auftreffen. Die Elektronen erzeugen also selbst diese Gegenspannung solange, bis sie so groß ist, dass die nachkommenden Elektronen nicht mehr ausreichend Bewegungsenergie haben, um gegen diese Gegenspannung ans Ziel zu gelangen.
Wegen der geringen Ströme (und der Tatsache, dass eigentlich durch jedes Spannungsmessgerät ein zumindest kleiner Strom fließt, der hier den Aufbau des Gegenfeldes stören würde), verwendet man eher den oben dargestellten Aufbau:
Das Gegenfeld wird künstlich mit einer reglebaren Spannungsquelle [mm] U_g [/mm] erzeugt, und an einem zusätzlichen Strommessgerät (A) der fließende Strom abgelesen. Die Gegenspannung wird dann so lange erhöht, bis gerade eben kein Strom mehr von der "Anode" in Richtung Gitter fließt. Dann weiß man, dass auch die schnellsten Elektronen gerade eben nicht genug Bewegungsenergie besitzen, um diese Gegenspannung zu überwinden.
Aus dieser Gegenspannung kann man dann ihre Bewegungsenergie beim Passieren des Gitters berechnen und dann die weiteren Rückschlüsse ziehen, um die es beim Franck-Hertz-Versuch ja eigentlich geht...
Ich hoffe, jetzt ist einiges (alles?  ) klarer geworden!
Herzliche Grüße,
ardik
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: png) [nicht öffentlich]
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 17:28 Mi 07.06.2006 | | Autor: | queza |
Ah habe jetzt fast alles verstanden. Durch das Feld zwischen Kathode und Gitter (Anode) entsteht ja das Beschleunigungsfeld.
Wenn jetzt die Anode weniger positiv geladen ist, als das Gitter, entsteht dann auch so ein Beschleunigungsfeld? Nur dann quasi mit anderer Ausrichtung, was dann wie eben nicht zur Beschleunigung sondern zur Abbremsung führt?
Ich würde mir das dann so vorstellen:
Ein Feld entsteht zwischen zwei Ladungen. Von der "negativeren Ladung" zur "positiven Ladung" bzw von der "weniger positiven Ladung" zur "positiven Ladung" werden Elektronen beschleunigt.
Der zweite Fall wäre dann quasi "weniger positiv" = Anode und "positiv = Gitter.
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(Antwort) fertig | | Datum: | 17:42 Mi 07.06.2006 | | Autor: | ardik |
Genau so!
Zwischen K und G erfahren die Elektronen eine (konstante) beschleunigende Kraft in Richtung G.
Ebenso zwischen G und A eine Kraft in Richtung G, die hier auf sie also bremsend wirkt.
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 17:58 Mi 07.06.2006 | | Autor: | queza |
Danke ardik :)
Deine Erklärung war besser als ich andere auf Webseiten gefunden habe!
Viele Grüße
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