B. Untersuchung der Wolframspitze (Teil I)
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Etwas Theorie: Die Gitterstruktur von Wolfram In festen Metallen (wie etwa Wolfram) ordnen sich die Atome in einem Kristallgitter an. Es gibt unterschiedliche Strukturen des Kristallgitters, die am häufigsten vorkommenden Gitterarten sind die kubisch-raumzentrierte und die kubisch-flächenzentrierte Variante (siehe Abbildungen). Bei der kubisch-raumzentrierten Variante liegt neben den acht Atomen in den Würfelecken noch ein Atom genau in der Mitte des Würfels. Liegt ein kubisch-flächenzentriertes Gitter vor, liegen neben den Atomen in den Ecken noch weitere in dem Mitten der Außenseiten des Würfels. Kristallgitter entstehen nun durch Aneinanderfügen und Wiederholen dieser Elementarstrukturen. Die Gitterstruktur von Wolfram ist kubisch-raumzentriert. Die elektrische Leitfähigkeit des Metalls resultiert aus den freien Außenelektronen des jeweiligen Metalls. Weil der Atomkern auf diese Außenelektronen nur eine geringe Anziehungskraft ausübt, lösen sie sich leicht aus ihrer Atomhülle. Da sich die freien Außenelektronen in der Gitterstruktur frei bewegen können spricht man auch, in Anspielung auf die Beweglichkeit von Gasteilchen, von einem Elektronengas. |
 kubisch-raumzentriert  kubisch-fläschenzentriert |
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Aufgabe: Rechts sehen Sie eine Skizze einer Wolframspitze. Der Pfeil zeigt die Orientierung zum Leuchtschirm. Stellen Sie sich vor, die Spannungsversorgung des elektrischen Feldes wird eingeschaltet. Wie im Analogieversuch durch den Laser entsteht dadurch nun eine vergrößerte Projektion der Wolframspitze auf dem Leuchtschirm. Skizzieren Sie Ihre Vermutung, was auf dem Leuchtschirm erscheint! |