Atom-/ Kernphysik

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Die Wärmestrahlung von Festkörpern ist der Untersuchungsgegenstand dieses Versuchs.

Aus der temperaturabhängigen spektralen Strahldichte einer Wolfram-Bandlampe wird bei zwei verschiedenen Wellenlängen der Quotient aus Planckschem Wirkungsquantum h und der Boltzmannkonstanten k bestimmt.

Zusätzlich wird die Gültigkeit des Stefan-Boltzmannschen Strahlungsgesetzes für die eingesetzte Lichtquelle überprüft.

Die Temperaturmessung der Lichtquelle erfolgt mit einem Teilstrahlungs-Pyrometer, zur Ermittlung der spektralen Strahldichte wird ein optisches Wechselsignalverfahren eingesetzt.

Versuchsanleitung

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Der Versuch vermittelt Einsichten über die Struktur der Elektronenhülle von Atomen.

Die Wirkungsweise von Spektralapparaten wird erlernt und der eingesetzte Prismenmonochromator mithilfe bekannter Spektrallinen kalibriert.

Das optische Spektrum eine Balmerlampe wird analysiert und aus den Wellenlängen der ersten vier selbst gefundenen Linien der Balmerserie die Rydbergkonstante bestimmt.

Versuchsanleitung

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Mit einer Gegenfeldmethode werden die maximalen kinetischen Energien der Elektronen bestimmt, die durch den äußeren lichtelektrischen Effekt in einer Photozelle bei verschiedenen Lichtwellenlängen freigesetzt werden.

Aus der linearen Darstellung E_max als Funktion der Lichtfrequenz wird das Plancksche Wirkungsquantum h sowie die Austrittsarbeit des Materials der Photozelle bestimmt.

Versuchsanleitung

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In einem Fadenstrahlrohr, das sich im Magnetfeld einer Helmholtzanordnung befindet, werden Elektronen aus einer Glühkathode beschleunigt und durchlaufen danach im Magnetfeld eine Kreisbahn.

Messparameter dieses Versuchs sind die Beschleunigungsspannung und das erzeugte Magnetfeld.

Infolge einer Edelgas-Restatmosphäre im Fadenstrahlrohr lässt sich die Bahn der Elektronen beobachten und ausmessen, die spezifische Elektronenladung kann berechnet werden.

Versuchsanleitung

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Der Versuch liefert den experimentellen Beweis für die diskreten Energiezustände der Atome.

Misst man den Anodenstrom einer Franck-Hertz-Röhre als Funktion der angelegten Beschleunigungsspannung, so ergeben sich periodische Minima, die Aufschluss über Anregungszustände des betreffenden Füllgases geben.

Der Versuch wird sowohl an einer Hg- als auch an einer Ne-Röhre durchgeführt.

Versuchsanleitung

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Der Versuch behandelt Grundlagen der Wechselwirkung zwischen Elektronen und Materie.

In einer Röntgenröhre prallen Elektronen auf eine Kupferanode, das resultierende Röntgenspektrum wird mit Hilfe der Bragg-Reflexion ausgemessen. Zum Nachweis der Röntgenphotonen wird ein Geiger-Müller-Zählrohr in Verbindung mit einem Impulsratenmesser benutzt.

Neben der Beobachtung charakeristischer Linien wird die Verschiebung des Bremsspektrums als Funktion der Beschleunigungsspannung zur Bestimmung des Planckschen Wirkungsquantums herangezogen.

Versuchsanleitung

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Im Versuch wird die Wechselwirkung von Kernstrahlung mit Materie über das Absorptionsverhalten der Strahlung an Proben verschiedener Dicke und unterschiedlichen Materials untersucht.

Hierbei wird auch der prinzipielle Umgang mit Strahlungsmessgeräten erlernt.

Versuchsanleitung

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Der Versuch vermittelt Grundlagen zum natürlichen radioaktiven Zerfall und macht mit der Wirkungsweise und den Betriebsparametern von Zählrohren für die Kernstrahlung bekannt.

Versuchsanleitung