Schaltskizze
Aufbauskizze
bild
Franck-Hertz-Versuch
155°C, 6,7V Heizsp., 1,0V Gegensp.
Treppenabsatz bei 160°C, 6,7V Heizsp., 1,0V Gegensp.
160°C, 6,9V Heizspannung, 1,5V Gegensp.
160°C, 7,0V Heizsp., 1,5V Gegensp., X und Y über Zeit
In einem geschlossenen Ofen wird ein mit Hg-Dampf gefülltes Glasrohr auf ca. 170°C erhitzt. Beobachtet wird der Elektronenstrom zwischen Kathode und Anode im Hg-Dampf-Rohr in Anhängigkeit von der angelegten Anodenspannung:
Durch Stoß der Elektronen mit den Hg-Atomen wird ein Teil der kinetischen Energie der Elektronen zur Anregung der Hg-Atome verbraucht, so daß in Abständen von 4,9 V die Anodenstromkurve tiefe Minima aufweist. Die emittierte Hg-Spektrallinie kann mit dieser Anordnung nicht beobachtet werden.
- Ofen auf etwa 170°C heizen (entspricht etwa der Stufe 3)
- Es wird das Steuergerät 866/2 benutzt
- Einschalten: zuerst Heizung des Ofens einschalten. Hat dieser 160-170°C erreicht, Heizung der Kathode einschalten. Die Beschleunigungsspannung wird als letztes eingeschaltet
- Ausschalten: zuerst Beschleunigungsspannung und Heizung des Ofens ausschalten. Ist dieser abgekühlt, dann erst Heizung der Kathode abschalten.
07.02.2018: Optimale Heizspannung für Röhre in Ofen IFP00691: 7,1V
27.09.2018 mit altem Heizofen IFP00691, für den man das Kabel mit dem dicken Anschlussstück braucht: Stellt man die Heizung zwischen 1 und 2 heizt der Ofen auf fast 160°C und kühlt dann wieder auf 146°C ab. Stufe 2 heizt auf 153°C, Stufe 3 auf 160°C, Stufe 4 auf 168°C und Stufe 5 auf 174°C. Die ersten drei Maxima haben gleichmäßige Abstände von 5V; das vierte Maximum zeigt einen Treppenabsatz. Der Absatz verschwindet, wenn die Heizspannung erhöht wird; dadurch rückt das Maximum aber auch zu niedrigeren Beschleunigungsspannungen. Der Abstand zwischen 4. und 5. Maximum kann kleiner als der Abstand zwischen den Maxima davor werden. Man erhält aussagekräftige Kurven mit Heizspannungen zwischen 6,5V und 7,0V und Gegenspannungen zwischen 1,0V und 1,5V.
24.09.2018 mit altem Heizofen IFP00782: Stellt man die Heizung zwischen 2 und 3 heizt der Ofen auf 150-153°C. Stufe 3 heizt auf 156-159°C, Stufe 4 auf 164-166°C, Stufe 5 auf 172-174°C, Stufe 6 auf 177-179°C, Stufe 7 auf 182-186°C und Stufe 8 bis 196°C.
Ab Heizstufe 4 (ca. 165°C) muss die Heizspannung über 7,0V erhöht werden, um Maxima/Minima zu erhalten. Bei höheren Ofentemperaturen verbreitert sich auch die Linie zunehmend, sodass die Maxima/Minima schlechter erkennbar werden. Fotos der Kurven mit dieser Röhren-Ofen-Kombination sind auf dem Server abgelegt. Maxima bei höheren Beschleunigungsspannungen rücken mit steigender Ofentemperatur weiter weg und mit steigendender Heizspannung näher heran. Es zeigen sich auch Treppenabsätze.
25.09.2018 mit neuer Röhren-Ofen-Kombination 000273: In der Bedienungsanleitung steht auf S.3, dass der Heizofen auf eine Temperatur von 210°C einzustellen ist. Bei dieser Temperatur ist die Kurvenlinie sehr breit und Maxima/Minima erscheinen erst bei einer Heizspannung von 9V; empfohlen ist aber eine Heizspannung zwischen 6-7V. Gut ausgeprägte Maxima/Minima zeigen sich bei einer Ofentemperatur um die 160°C! Die Kurvenverläufe mit diesem neuen Franck-Hertz-Gerät ähneln denen mit IFP00782. Fotos der Kurven auch mit dieser Röhren-Ofen-Kombination sind auf dem Server abgelegt. Maxima bei höheren Beschleunigungsspannungen rücken mit steigender Ofentemperatur weiter weg und mit steigendender Heizspannung näher heran. Es zeigen sich auch Treppenabsätze.
Sabine empfiehlt das Gerät IFP00691.
Hinweise zur Bedienung des Oscilloscopes sind auf dem Server unter Geräteinformationen zu finden.
Durch Stoß der Elektronen mit den Hg-Atomen wird ein Teil der kinetischen Energie der Elektronen zur Anregung der Hg-Atome verbraucht, so daß in Abständen von 4,9 V die Anodenstromkurve tiefe Minima aufweist. Die emittierte Hg-Spektrallinie kann mit dieser Anordnung nicht beobachtet werden.
- Ofen auf etwa 170°C heizen (entspricht etwa der Stufe 3)
- Es wird das Steuergerät 866/2 benutzt
- Einschalten: zuerst Heizung des Ofens einschalten. Hat dieser 160-170°C erreicht, Heizung der Kathode einschalten. Die Beschleunigungsspannung wird als letztes eingeschaltet
- Ausschalten: zuerst Beschleunigungsspannung und Heizung des Ofens ausschalten. Ist dieser abgekühlt, dann erst Heizung der Kathode abschalten.
07.02.2018: Optimale Heizspannung für Röhre in Ofen IFP00691: 7,1V
27.09.2018 mit altem Heizofen IFP00691, für den man das Kabel mit dem dicken Anschlussstück braucht: Stellt man die Heizung zwischen 1 und 2 heizt der Ofen auf fast 160°C und kühlt dann wieder auf 146°C ab. Stufe 2 heizt auf 153°C, Stufe 3 auf 160°C, Stufe 4 auf 168°C und Stufe 5 auf 174°C. Die ersten drei Maxima haben gleichmäßige Abstände von 5V; das vierte Maximum zeigt einen Treppenabsatz. Der Absatz verschwindet, wenn die Heizspannung erhöht wird; dadurch rückt das Maximum aber auch zu niedrigeren Beschleunigungsspannungen. Der Abstand zwischen 4. und 5. Maximum kann kleiner als der Abstand zwischen den Maxima davor werden. Man erhält aussagekräftige Kurven mit Heizspannungen zwischen 6,5V und 7,0V und Gegenspannungen zwischen 1,0V und 1,5V.
24.09.2018 mit altem Heizofen IFP00782: Stellt man die Heizung zwischen 2 und 3 heizt der Ofen auf 150-153°C. Stufe 3 heizt auf 156-159°C, Stufe 4 auf 164-166°C, Stufe 5 auf 172-174°C, Stufe 6 auf 177-179°C, Stufe 7 auf 182-186°C und Stufe 8 bis 196°C.
Ab Heizstufe 4 (ca. 165°C) muss die Heizspannung über 7,0V erhöht werden, um Maxima/Minima zu erhalten. Bei höheren Ofentemperaturen verbreitert sich auch die Linie zunehmend, sodass die Maxima/Minima schlechter erkennbar werden. Fotos der Kurven mit dieser Röhren-Ofen-Kombination sind auf dem Server abgelegt. Maxima bei höheren Beschleunigungsspannungen rücken mit steigender Ofentemperatur weiter weg und mit steigendender Heizspannung näher heran. Es zeigen sich auch Treppenabsätze.
25.09.2018 mit neuer Röhren-Ofen-Kombination 000273: In der Bedienungsanleitung steht auf S.3, dass der Heizofen auf eine Temperatur von 210°C einzustellen ist. Bei dieser Temperatur ist die Kurvenlinie sehr breit und Maxima/Minima erscheinen erst bei einer Heizspannung von 9V; empfohlen ist aber eine Heizspannung zwischen 6-7V. Gut ausgeprägte Maxima/Minima zeigen sich bei einer Ofentemperatur um die 160°C! Die Kurvenverläufe mit diesem neuen Franck-Hertz-Gerät ähneln denen mit IFP00782. Fotos der Kurven auch mit dieser Röhren-Ofen-Kombination sind auf dem Server abgelegt. Maxima bei höheren Beschleunigungsspannungen rücken mit steigender Ofentemperatur weiter weg und mit steigendender Heizspannung näher heran. Es zeigen sich auch Treppenabsätze.
Sabine empfiehlt das Gerät IFP00691.
Hinweise zur Bedienung des Oscilloscopes sind auf dem Server unter Geräteinformationen zu finden.