Exkurs: Ne - Leuchterscheinung

Da man beim Versuch mit Neon optisch gut das Auftreten der
19 eV-Absorption wahrnehmen kann, es sich beim Rücksprung aber bei diesen Energien um UV-Photonen handelt, kann ein direkter Rücksprung nicht das sichtbare rötliche Licht erklären.

Nebenstehend finden Sie eine Abbildung des Energie- niveauschemas für die hier stattfindenden Prozesse: Bei der Anregung findet mit einer hohen Wahrscheinlichkeit ein Übergang vom 2s-Grundzustand in einen der zehn 3p-Zustände, die zwischen 18,3 eV und 18,9 eV entfernt liegen, statt. Die vier darunter liegenden 3s-Zustände zwischen 16,6 eV und 16,8 eV werden mit einer geringeren Wahrscheinlichkeit angeregt. Beim Rücksprung aus den 3p-Zuständen ist jedoch ein direkter Übergang in den 2s-Grundzustand nicht erlaubt, er kann nur über den Zwischenzustand im 3s-Niveau stattfinden.

Quelle: Universität Regensburg

Beim Franck-Hertz-Versuch mit Neon kann man rötliche Leuchterscheinungen wahrnehmen, die durch die Stufen der Anregung der Neon-Atome hervorgerufen werden. Diese Anregungsstufen bei Neon haben, wie Sie im IBE zum Franck-Hertz-Versuch mit Neon haben erfahren können, einen (energetischen) Abstand von ca. 19 eV.
Berechnen Sie die Wellenlänge derjenigen Photonen, die sich bei einem Rücksprung aus einem 19 eV höheren Anregungsniveau auf das vorherige Grundniveau ergeben würden, und entscheiden Sie, ob das menschliche Auge diese Photonen wahrnehmen kann.

Entscheiden Sie, um welche Art von Strahlung es sich handelt.

Geben Sie anhand der voranstehenden Daten die größtmögliche sowie die kleinstmögliche Wellenlänge desjenigen Lichts, das ausgesandt wird, wenn ein Rücksprung aus den 3p-Zuständen in einen der 3s-Zustände stattfindet, und erklären Sie damit das Zustandekommen des sichtbaren Lichts (auch hinsichtlich der wahrgenommenen Farbe).

Wenn Sie diese Seiten zum Franck-Hertz-Versuch in der Wiederholung zur Vorbereitung auf die Abiturprüfung bearbeiten, sollten Sie folgende Aufgabe (ggf. mit zusätzlicher Recherche) bewältigen können:
Schauen Sie sich dieses Video zum Franck-Hertz-Versuch mit Neon mit kritischem Blick an. Entscheiden Sie begründet, ob es fachlich unrichtige Darstellungen bzw. Aussagen gibt und an welchen Stellen Sie ergänzende Erklärungen zu einer noch detaillierteren Erklärung einfügen würden.

Tipp

$E_{Ph}=h\cdot f$ und $c=\lambda\cdot f$