Franck-Hertz-Versuch mit Neon
Beim Franck-Hertz-Versuch werden Elektronen in einer Röhre mit etwas Neon-Gas beschleunigt. Erreichen Sie die passende Energie, können sie die diese an das Neon-Gas abgeben.
Im Versuch werden in der Röhre freie Elektronen durch thermische Emission erzeugt. Eine kleine Spannung U1 saugt die Elektronen ab. Mit der Spannung U2 werden die Elektronen zwischen zwei Gittern beschleunigt. Nach dem zweiten Gitter werden die Elektronen mit einer kleinen Gegenspannung U3 abgebremst. Nur wenn die Elektron hinter dem zweiten Gitter etwas Restenergie haben, erreichen sie eine Auffangelektrode. Der Strom der eintreffenden Elektronen wird in eine Messspannung UA umgewandelt.
Variiert wird im Versuch nun die Spannung U2 zwischen den beiden Gittern. Erreichen die Elektronen beim Flug zwischen den Gittern genug Energie um die Gegenspannung U3 zu überwinden, steigt der Strom der Elektronen an der Auffangelektrode an. Ab einem gewissen Wert sinkt aber wieder die Messspannung. Dann haben die Elektronen genug Energie um einen Übergang im Neonatom anzuregen und geben dabei ihre Energie ab. Durch die Erzeugung der Elektronen mittels thermischer Emission haben die Elektronen keine exakt gleiche Geschwindigkeit. So sinkt der Strom an der Auffangelektrode nicht schlagartig ab. Erreicht man das Minimum der Kurve, löst sich ein Scheibchen aus leuchtenden Neonatomen vom zweiten Gitter ab.
Bei einer weiteren Erhöhung der Spannung U2 erreichen die Elektronen ein zweites und schließlich ein drittes Mal genug Energie um Atome zum Leuchten anzuregen.