Abitur Physik am Gymnasium Trittau/Franck-Hertz-Versuch

Der Versuchaufbau besteht aus einem Glaskolben, welcher mit einem Gas gefüllt ist. Dieses Gas ist entweder Quecksilberdampf oder Neon. In dem Glaskolben sind zur Messung und Erzeugung sowie Beschleunigung von Elektronen Elektronen eingebaut.

Durch erhöhen der Spannung zwischen der Kathode und dem Gitter werden die Elektronen in Richtung Gitter beschleunigt, dadurch kann man die kinetische Energie kontrollieren.

Mit dem Versuch kann man über die Wellenlänge oder Frequenz der emittierten Photonen eine Anregungsenergie bestimmen. Dies berechnet man mit der Formel:

$E = e\cdot U = h \cdot f \Leftrightarrow f = \frac {e\cdot U} {h} \Rightarrow \lambda = \frac c f = \frac{c\cdot h}{e\cdot U}$

Mit diesem Versuch wird gezeigt, dass Atome Energie nur in Portionen, also quantisiert, aufnehmen und abgeben können. Die Leuchterscheinungen treten in immer gleichen Abständen auf, d.h. die anregenden freien Elektronen können erst bei einer bestimmten Mindestenergie die Gasatome zum Leuchten anregen.