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Franck-Hertz-Versuch. Die bisher gefundenen Emissions-und Absorptionsspektren von Atomen weisen darauf hin, dass Atome sich in bestimmten diskreten Energiezuständen befinden. Der Übergang von einem Energiezustand zu einem anderen erfolgt durch Emission bzw. Absorption eines Photons entsprechender Energie.
Eine Elektronenstoßröhre im Franck-Hertz-Versuchs im physikalischen Praktikum. C = Kathode, G = Gitter, A = Auffänger. Als Franck-Hertz-Versuch wird das vorletzte Glied einer dreijährigen Serie von Experimenten bezeichnet, mit denen James Franck und Gustav Hertz untersuchten, wie viel Energie von einem Elektron bei einem Stoß mit einem Atom auf dieses übertragen wird.
Heute wird der Franck-Hertz-Versuch als eine wichtige experimentelle Bestätigung für die Hypothese einer quantenhaften Energieaufnahme atomarer Systeme interpretiert, die auf Energiestufen im Atom schließen lässt. Im Versuch übernimmt das Quecksilberatom den Energiebetrag DE = 4,9 eV aus der kinetischen Energie der Elektronen (Absorption).
I-U-Diagramm - Franck-Hertz-Experiment Strom \(I\) in Abhängigkeit von der Beschleunigungsspannung \(U_{\text B}\) ergibt einen wellenförmigen Verlauf, bei dem die Minima mit steigender Spannung ebenfalls ansteigen.
Der Franck-Hertz-Versuch bestätigt die Existenz von Energiestufen. James Franck (1882-1964) und Gustav Hertz (1887-1975) untersuchten in den Jahren 1911 bis 1914, unter welchen Bedingungen beschleunigte Elektronen Energie durch Stöße auf Quecksilberatome übertragen und diese anregen können. Im Jahre 1925 erhielten sie für die Entdeckung ...
Abb. 2 Gustav HERTZ (1887-1975). Mit dem nach James FRANCK (1882-1964) und Gustav HERTZ (1887-1975) benannten Experiment konnte erstmals in den Jahren 1912 bis 1914 die Existenz von diskreten Energieniveaus in den Atomen nachgewiesen werden.
Das Diagramm in Abb. 3 zeigt eine typische FRANCK-HERTZ-Kennlinie. Auf der Rechtsachse wird die kinetische Energie \(E_{\rm{kin,e}}\) der Elektronen und auf der Hochachse die Stärke \(I\) des Stroms und damit die Anzahl der Elektronen aufgetragen, die zu einem Auffänger am Ende der Beschleunigungsstrecke gelangen.
