Frank Hertz-versuch

Hi,

Wenn ich die Spannung einer Heizkathode erhöhe, erhöht sich dann automatisch die Anzahl der Elektronen, die Aus der Kathode ausgelöst werden oder bekommen die Elektronen nur eine größere Energie ?

Ich stelle mir deshalb die Frage, weil z.B. hier zu sehen ist, dass der Strom ansteigt, wenn die Beschleunigungsspannung erhöht wird :

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/50/Franck-Hertz_de.svg

Den Versuch an sich verstehe ich, aber für mich steht die Spannung in dem Fall für die kinetische Energie eines Elektrons und die Stromstärke für die Anzahl der Elektronen pro Zeiteinheit.

Kann mir jemand meinen Denkfehler erklären ?

Danke,
Physik-noob

SeppJ

Ich glaube dein Fehler ist ganz simpel: Die Spannung an der Heizkathode ist eine andere als die Beschleunigungsspannung!

Erklärt dies schon deine Schwierigkeiten?

Nein, leider nicht.

Ich sehe auf dem Diagramm, dass der erste Peak weniger hoch als der zweite Peak ist. Das müsste bedeuten, dass ein Größerer Strom fließt, also mehr elektronen durchkommen, richtig ?
Wieso kommen immer mehr Elektronen durch ? Wenn ich die Spannung der Heizkathode erhöhe, bleibt die Anzahl der ausgeschossenen Elektronen konstant, aber die Energie jedes einzelnen Elektrons steigt.

Dann müsste eine höhere Spannung an der Heizkathode doch eine größere Anzahl von ausgelösten Elektronen bedeuten, weil ja im endeffekt mehr elektronen (Strom) gezählt werden. Oder kommen einfach nur mehr elektronen an, weil die energie eines einzelnen Elektrons so groß ist, dass es mehrere elastische stöße mit den Atomen haben kann und trotzdem noch genug hat, um zur Anode zu kommen ?

SeppJ

physiknoob schrieb:

Ich sehe auf dem Diagramm, dass der erste Peak weniger hoch als der zweite Peak ist. Das müsste bedeuten, dass ein Größerer Strom fließt, also mehr elektronen durchkommen, richtig ?

Ja.

Wieso kommen immer mehr Elektronen durch ? Wenn ich die Spannung der Heizkathode erhöhe, bleibt die Anzahl der ausgeschossenen Elektronen konstant, aber die Energie jedes einzelnen Elektrons steigt.

Du bist sehr verwirrt. Unten ist die Beschöeunigungsspannung aufgetragen, nicht die Heizspannung. Würdest du die Heizspannung erhöhen, würdest du die Anzahl erhöhen (Und ein kleines bisschen die Energie), mit der Beschleeunigungsspannung die Energie.

Oder kommen einfach nur mehr elektronen an, weil die energie eines einzelnen Elektrons so groß ist, dass es mehrere elastische stöße mit den Atomen haben kann und trotzdem noch genug hat, um zur Anode zu kommen ?

Das ist doch der ganze Sinn an dem Versuch!

volkard

SeppJ schrieb:

Würdest du die Heizspannung erhöhen, würdest du die Anzahl erhöhen (Und ein kleines bisschen die Energie), mit der Beschleeunigungsspannung die Energie.

Würde die erhöhte Heizspannung nicht dafür sorgen, daß das Ding noch heißer glüht und daß noch mehr Elektronen in *alle* Richtungen spritzen und damit,...
Oh, hast recht. Dann kann das von der nicht veränderten Beschleunigungsspannung gespannte Feld auch mehr davon einfangen. Vorwiegend die, die eh schon in die richtige Richtung spritzten. Ich glaube Dir mal.

Wollte der Threadersteller nicht wissen, wieso mit steigender Beschleunigungsspannung auch der Strom steigt, d.h. unter anderem die Peaks höher werden?
Ist das schon schlüssig geklärt?
Denkbar wäre vielleicht, dass zum einen das von der Beschleunigungsspannung hervorgerufene Feld mehr von der Kathode erzeugte Elektronen einfängt (also insbesondere auch die, die etwas von der "richtigen" Richtung abweichen?). Ich habe aber keine Ahnung, ob das für den Effekt reicht. Würde mich auch interessieren, falls es jemand genau weiß.

SeppJ

anderer noob schrieb:

Wollte der Threadersteller nicht wissen, wieso mit steigender Beschleunigungsspannung auch der Strom steigt, d.h. unter anderem die Peaks höher werden?
Ist das schon schlüssig geklärt?

Ich dachte ja? Das ist doch das normale, dass die Stromstärke mit der Spannung zunimmt. Das interessante an dem Versuch ist aber doch, dass der Widerstand hier auch noch eine Abhängigkeit von der Spannung hat, was man sonst eher nicht. Aber das ist ja nicht der einzige Effekt.