[Gucki]

In der Quantenmechanik ist alles anders....

Es geht um den Beweis der Abstoßung.

Experiment:

   

Es werden alle drei Elektrodenströme gemessen und die Spannung zwischen Anode und Katode.


Setup:

   

   

Bei Uak=0V teilt sich der thermisch bedingte Katodenstrom (= "Anlaufstrom") in Gitter- und Anodenstrom auf. Es gilt Ik=Ig+Ia.

   

Schon mit Uak=-0.4V kann ich den Anodenstrom abschnüren. Es gilt nun Ik=Ig und Ia=0. Zwischen Katode und Gitter fließen fast unveränderte Ströme in gleicher Richtung, obwohl das Katode nach Alfschs Aussage nun doch Elektronen ansaugen müsste, weil es ein elektrisches Feld in Richtung der Katode gibt, wie Uak ja auch beweist.

   

In Wirklichkeit ist der Effekt nur mit einer Abstoßung im Nahbereich der Anode erklärbar.

[alfsch]

>In Wirklichkeit ist der Effekt nur mit einer Abstoßung im Nahbereich der Anode erklärbar.
Quatsch. Da musst du erst einmal die "Gitter" Elektrode genauso weit von der Elektronenwolke der geheizten Kathode entfernt haben, wie es die Anode ist.
Das Ungleichgewicht der Verteilung der Elektronenwolke sieht man ja schön bei null Spannungen an dem deutlich höheren Strom in das Gitter.
Die Elektronen haben hier einfach noch einen "höheren Druck" , durch den thermischen Antrieb, der die Ströme ja erst überhaupt bewirkt.
Oder was zeigt dein "Beweis" (= beweist nur die thermisch erzeugte Elektronenwolke ist nicht grundsätzlich von der Entfernung zur Kathode unabhängig) denn ohne Heizung der Kathode ?

[Gucki]

Es liegen drei Spannungen an den Elektroden:

• Die Spannung zwischen Gitter und Katode "Ugk" ist konstant 0V.
  
• Die Spannung zwischen Anode und Gitter "Uag" ist variabel.
  
• Die Spannung zwischen Anode und Katode. Es gilt: Uak = Uag + Ugk bzw. Uag = Uak.
  

Die meisten von der Katode erzeugten Elektronen fließen über das Gitter wieder ab. Da das elektrische Feld zwischen Gitter und Katode konstant ist, ist der Gitterstrom (fast) konstant.

Nur rund 15% der Elektronen schafft es in unser Labor zwischen Anode und Gitter. Um die geht es uns.

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Das elektrische Feld in unserem Labor zwischen Anode und Gitter ist variabel.

Wenn Uag = 0V, so erreichen alle Elektronen die Anode. Bei Uag = -0.4V jedoch schafft es fast kein Elektron mehr, das Feld zu überwinden und die Anode zu erreichen.

Wo landen die Elektronen, wenn sie die Anode nicht mehr erreichen können? Auf dem Gitter offensichtlich nicht, denn der Gitterstrom verändert sich nur minimal.

Das Gitter wirkt also nicht "anziehend" für die Elektronen, nur weil die Anode negativer als das Gitter ist.

Wenn weder Anodenstrom noch (mehr) Gitterstrom fließt, so verbleibt als einzige Erklärung der Anodenstromlosigkeit nur, dass die Anode die Elektronen abstößt. Die Elektronen sammeln sich im Raum zwischen Anode und Gitter.

Der Ladungsüberschuss durch den abstoßenden Pressdruck der Anode wird allerdings irgendwann so groß, dass schließlich doch ein kleiner Teil der Elektronen über das Gitter abfließt und dadurch den Gitterstrom etwas erhöht.

[alfsch]

>Wo landen die Elektronen, wenn sie die Anode nicht mehr erreichen können? Auf dem Gitter offensichtlich nicht, denn der Gitterstrom verändert sich nur minimal.

Nana - der Gitterstrom ändert sich schon, er wird etwas grösser, der ges. Kathodenstrom etwas kleiner - zusammen wohl genau die nicht mehr zur Anode fliegenden e- .

I.ü. wie du jetzt die thermische Elektronenanregung mit der elektrischen Anregung oder Anziehung durch ein Feld verquickst - bei unbekannten Parametern der thermischen Anregung (vmtl Seebeck-Effekt ) und deren Energieverteilung abhängig von der lokalen Temperatur bzw Entfernung zur Energiequelle - und daraus schlussfolgern willst, was dir gerade dazu gefällt oder die e-  tun "müssen", nach deiner Vorstellung, entbehrt doch weitgehend jeglicher nachprüfbaren Grundlage.

[kahlo]

Ich würde jetzt nicht von Abstossung reden, wenn die Elektronen die Anode nicht betreten wollen. Wenn die Anode "gefüllt" ist mit Elektronen entsprechend der negativen Vorspannung, können die Elektronen aus der Wolke nicht mehr eindringen. Das ist nach meinem Verständnis keine Abstossung. Es wäre Abstossung, wenn die Elektronenwolke sich von der Anode entfernt, wenn die negative Vorspannung an der Anode erhöht wird. Das tut sie aber meines Wissens nicht. Zumindest passt es nicht in mein Weltbild...

[Gucki]

@kalhlo:

Zitat:Es wäre Abstossung, wenn die Elektronenwolke sich von der Anode entfernt, wenn die negative Vorspannung an der Anode erhöht wird

Ich wollte gerade auf Resistrons umrüsten, weil man da sozusagen ins System reingucken kann. Aber zuerst zu Deinem Einwand. BTW: Ich messe ganz links jetzt direkt die Spannung zwischen Anode und Gitter.

Uag=0V. Ig=73 uA. Keine Wolke.

   

Uag=-0.43V. Ig=79 uA. Die Wolke befindet sich zwischen Anode und Gitter.

   

Uag=-2V. Ig=73 uA. Nun drücke ich die Wolke schon in den Raum zwischen Katode und Gitter.

   

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BTW: diese -0.4V Abschnürspannung passen perfekt. Die Elektronen brauchen bis zum Austritt aus der Katode eine Energie von mindestens 1 eV. Also legt man die Heizenergie 50% höher. Also fliegen sie mit 0.5 eV los. Und wir können sie eben mit diesen -0.5 V stoppen. Das Wort "abstoßen" passt erst bei höheren negativen Spannungen. 

[Gucki]

Zitat:Nana - der Gitterstrom ändert sich schon, er wird etwas grösser, der ges. Kathodenstrom etwas kleiner - zusammen wohl genau die nicht mehr zur Anode fliegenden e- .

Wieso "zusammen"?

Alfsch... Du schwimmst total.

[Gucki]

Um die Elektronenwolke mit den Resistrons untersuchen zu können, muss ich Laserlicht quer einstrahlen und mit nem PMT oder Phtotransistor als Streulicht empfangen und als NF verstärken. Ich erwarte ein Geraschele, wenn die Wolke im Weg ist.

[Gucki]

Ne... ich machs noch simpler.

Entweder Leuchtstoffröhre oder Stickstoffentladung im selbstgemachten Unterdruckrohr. Man sieht die Elektronen nur indirekt durch das aufleuchtende Gas, wenn sie wieder mal genug Schwung bekommen haben.

Und ich störe einfach die Elektronen durch eine ums Rohr gelegte Manschette mit negativer Spannung.

[alfsch]

(18.02.2025, 02:30 PM)Gucki schrieb:

Zitat:Nana - der Gitterstrom ändert sich schon, er wird etwas grösser, der ges. Kathodenstrom etwas kleiner - zusammen wohl genau die nicht mehr zur Anode fliegenden e- .

Wieso "zusammen"?

Alfsch... Du schwimmst total.

Bist jetzt komplett daneben ?
- der ges. Kathodenstrom etwas kleiner : ja - oder nein ?
- Gitterstrom wird etwas grösser : ja - oder nein ?

(voriger) Anodenstrom = G.str.++ &  Kath.str.--  . DAS meine ich, beide Unterschiede zusammen sind der jetzt fehlende A.str..

[Gucki]

Ich mach mir meine "Gaslampe" selbst:

   


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Alfsch:

Ich hab doch immer geschrieben, dass Ik = Ia + Ig. Wenn Ia=0, dann gilt Ik = Ig.

Aber dass sinkendes Ik "zusammen" mit steigendem Ig auftritt, ist eine völlig nutzlose Info. Wenn Ia wegfällt, gilt Ik = Ig. Punkt.

Ob sich beide "zusammen" entgegenkommen oder Ik konstant bleibt und nur Ig steigt oder ob Ig konstant bleibt und nur Ik sinkt, hat doch überhaupt keine Information.

Deswegen "schwimmst" Du total. Von Dir kommt zur Zeit nur Unsinn.

[alfsch]

>Von Dir kommt zur Zeit nur Unsinn. 

Kommt auf den Standpunkt an...

[Gucki]

Von der selbstgebauten Stickstoff-Funzel und Leuchtstofflampe bin ich wieder abgerückt. Durch deren positiven Ionen wird alles nur komplizierter. Aber es ist trotzdem ab und an gut, das Öl in der Pumpe mal in Wallung zu bringen. Alternativ müsste man es ablassen und das hat auch wieder Nachteile.

Also zurück zum Resistron.....

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Im Gegensatz zur Triode gibt es bei dem Ding praktisch keinen Durchgriff.

Es wird separiert ein Elektronenstrahl erzeugt.

Und an anderer Stelle in der Röhre gibt es einen faradayschen Käfig, in dem man Abstoßungsexperimente durchführen kann.

   

Die g1-Spannung steuert den g2-Strom (bei mir 1 mA).
g2 beschleunigt Elektronen und wirkt als Lochblende.
Nur ein kleiner Teil der Elektronen gelangt in den Faraday-Käfig, bestehend aus der g2-Lochblende , dem g3-Zylinder und der Signalplatte.
Vor der Signalplatte befindet sich noch eine g4-Netzelektrode, die ich zu Abstoßungsexperimenten verwende. Nur an diese Elektrode kann ich eine - relativ zum Käfig - negative Spannung anlegen.

Aufbau:

   

   

   


Messungen:

   

Beide Elektroden g3 und g4 saugen Elektronen an. Da der G3-Zylinder mehr Fläche hat, ist Ig3 höher als Ig4.

   

Sobald ich mit dem Dekadenwiderstand g4 negativ lade, verschwindet Ig4 und der Ig3 steigt etwas.

Also Abstoßung der Elektronen an g4 und Zurückdrängung der Elektronenwolke in den g3-Zylinder.

Wie soll man das sonst interpretieren?

[alfsch]

>Wie soll man das sonst interpretieren? 

Tja, wie immer...schon x-mal gesagt, wie auch beim original Experiment von Coulomb mit der Drehwaagen-Abstossung:
1. es gibt keine Abstossung an sich
2. es gibt sehr wohl abstossende Kraftwirkung durch Verformung der (immer anziehenden) elekrtischen Felder.
(Sonst wäre der gute Coulomb ja nie auf die Idee gekommen, es gäbe eine "Abstossung an sich". )


Und ja - du hast hier die e- mit dem Feld +g3 - g4   "überzeugt" , lieber zu g3 hin zu wollen.  Toll und sooo überraschend.

[Gucki]

Die Elektronen wollen mit ihrem Schwung auf die g4 prallen. Eine negative Spannung stößt sie zurück und lenkt sie stattdessen (zum Teil) auf g3 um.

Das nennt man Abstoßung zweier geladener Objekte (Elektron + g4) inmitten eines faradayschen Käfigs.

Ein Effekt, den wir makroskopisch NIEMALS hinbekommen haben (denn sonst hätten wir kein Paper geschrieben). In der Quantenmechanik klappt es aber mühelos.

[Gucki]

Wobei....

eigentlich stimmt das nicht, was ich sage.

Wenn ich mir zwei geladene Elektroden im Käfig vorstelle, so werden sie vom neutralen Käfig angezogen und  das erscheint wie Abstoßung.

Ei. Vielleicht hab ICH den Denkfehler gemacht.

[Gucki]

Das war keine gute Idee, den Kafig auf +300V zu legen. Ich muss nachdenken...

[alfsch]

>Ei. Vielleicht hab ICH den Denkfehler gemacht.

[Gucki]

Hab gestern den Resistron-Käfig auf Katodenpotential gelegt.

Statt uA messe ich dann nA. Ansonsten hat sich nichts geändert. Allerdings sind die nA-Messungen schwierig. Ich musste die fotoempfindliche Fläche abdunkeln. Und um eine g2-Beschleunigungsspannung komme auch dann nicht herum, was den Faraday-Käfig an seiner linken Seite anziehend macht.

Das Resistron ist eine Sackgasse.

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Zurück zur EAA91:

   

Die Elektronen verlassen die Oberfläche der Katode  mit einer gewissen Geschwindigkeit. Sie fliegen also radial in Richtung des umgebenden Käfigs.

Aber da kommen sie nie an, wenn ich die Katode mit mindestens  +0.4V lade.

[Gucki]

Ich bin am Überlegen, wie man das Experiment irgendwie doch makroskopisch bauen könnte.


Die Elektronen sind Kugeln, denen ich per Draht eine beliebige Spannung gegen Katode zuführen kann.

Der Anodenzylinder ist der geerdete Papierkorb. Die Katode ist iim Mittelpunkt des Papierkorbs und wird mit +2kV geladen und mit einem Isolator überzogen. Und die Elektronen sind mit -2kV relativ zur Katode geladen.

Elektronen und Katode ziehen sich nun natürlich gewaltig an und ich muss die Katode heftig schütteln, damit sie die Elektronen freigibt. Die fallen nach Verlassen der Katode gleich wieder auf die Katode zurück, was zur EAA91-Stromlosigkeit passt.

Im zweiten Experiment lege ich die Katode auf Erdpotential. Die Elektronen bleiben weiterhin mit -2kV relativ zur Katode geladen. Ich schüttele und die Elektronen fliegen. Die Elektronen haben aber jetzt die Wahl: ob sie sich von der Anode oder der Katode angezogen fühlen, denn beide Elektroden sind ja elektrisch neutral.

En paar Elektronen werden sich an der Anode entladen und wir messen einen Anlaufstrom. Auch das passt zum Experiment.

Nun lade ich die Katode mit +10kV und schüttele. Aber diesmal passiert etwas komisches. Makroskopisch würden sich die Elektronen stark vom geerdeten Papierkorb anziehen lassen, denn der ist 8kV negativer als die Elektronen.

In der Röhre dagegen fließt auch dann kein Strom.

Es gelingt mir nicht, das QM-Experiment "Röhre" makroskopisch nachzubauen.

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Erkentnisse:

Wir messen, dass ein Elektron stets 0.4V negativer erscheint als die Katoden der ECC82 bzw. EAA91.

Und wir messen, dass sich das Elektron von stark negativen Elektroden - trotz des großen elektrischen Feldes - nicht anziehen  lässt. Das können wir uns nicht erklären und das deute ich daher als Abstoßungskraft.

Oder wie würdest Du das +10kV-Experiment doch erklären können?