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Atomphysik, Kernphysik Radioaktivität - VCDforStudy

Atomphysik, Kernphysik Radioaktivität - VCDforStudy

8.1.2 Struktur der

8.1.2 Struktur der Atomhülle Franck-Hertz-Röhre mit Quecksilberfüllung auf Frontplatte 84 82 180 Um eine größere Zahl Maxima zu erreichen, wurde für den Schulgebrauch eine, mit einem Quecksilbertropfen gefüllte, hochevakuierte Franck-Hertz- Röhre entwickelt, deren innerer Aufbau sehr gut erkennbar ist. Die Röhre ist auswechselbar auf einer Frontplatte montiert, mit weithin sichtbarem Röhrensymbol und den keramisch isolierten Anschlußbuchsen. Die Franck-Hertz-Röhre zeichnet sich durch folgende Merkmale aus: Planparalleles Elektrodensystem zur Vermeidung von Feldverzerrungen. Der Abstand zwischen Anode und Auffängerelektrode ist klein gegenüber dem Abstand zwischen Kathode und Anode, groß gegenüber der mittleren freien Weglänge der Elektronen. Eine Erdungsschelle in Höhe der netzförmigen Anode verringert durch ihre abschirmende Wirkung störende Einstreuungen. Indirekt geheizte Oxidkathode von hoher Lebensdauer mit Lochblende zur Homogenisierung des elektrischen Feldes. Vermeidung von Leckströmen über die heiße Glaswand (180 °C) durch eine vakuumdichte Einschmelzung eines hochisolierenden Schutzringes aus Sinterkorund (Al 2O2) in die Röhrenwand zwischen Anode und Auffänger. Gegetterte Röhre zur Vermeidung energieverzehrender Molekülgas- Verunreinigungen. Das hochaktive Kontaktgetter ist auch in der betriebsfertigen Röhre wirksam, so daß sich während der Lebensdauer - einige 100 Betriebsstunden - keine Verschlechterung ihrer Eigenschaften ergibt. Heizung: 6,3 V~ / max. 0,4 A Gitterspannung: 0 ... 60 V Bremsspannung: ca. 1,5 V Betriebstemperatur: 180 ... 220 °C Abmessungen der Frontplatte in mm: 230 x 160 Masse: ca. 380 g Franck-Hertz-Röhre, Röhre einzeln 84 82 170 als Ersatz, zum Selbsteinbau. Heizofen ohne Frontplatte 84 82 190 für die sichere Ausführung des Franck-Hertz-Versuchs und des Versuchs zur Natrium-Resonanzfluoreszenz. An dem Heizofen können mit sechs Rändelschrauben die Natrium-Resonanzfluoreszenz-Röhre mit Frontplatte 84 82 260 oder Franck-Hertz-Röhre mit Frontplatte 84 82 180 befestigt werden. Er ist so konstruiert, daß die Röhren auf eine konstante Temperatur im Bereich von 160 ... 240 °C aufgeheizt werden. Destillationserscheinungen treten nicht auf. Leistungsmerkmale: Gehäuse aus spritzlackiertem Stahlblech mit wärmeisoliertem Tragegriff zwei Glasfenster zum Beobachten der Röhre und des Rohrheizkörpers Stellknopf zur Wahl der mittleren Ofentemperatur Bimetallschalter zur Temperaturkonstanthaltung + (5 ... 8) °C Öffnung mit Klemmfeder in der Deckplatte zur Einführung eines Thermometers Die Geräteanschlußleitung ist fest montiert. Heizung: 220 V AC, 400 W Abmessungen in mm: 240 x 160 x 150 Masse: ca. 3 kg Empfohlenes Zubehör: Temperatur-Regelgerät 84 52 700 mit Sollwertvorgabe zur genauen Konstanthaltung der Temperatur. Genaue Gerätebeschreibung im Teilkatalog "Wärmelehre/Thermodynamik". 8 - 14

8.1.2 Struktur der Atomhülle Betriebsgerät für Franck-Hertz-Versuch 84 82 130 liefert alle erforderlichen Spannungen für die Franck-Hertz-Röhren mit Quecksilberfüllung 84 82 150 und Neonfüllung 84 82 220. Es enthält außerdem einen empfindlichen Gleichstromverstärker zur Messung des Auffängerstroms. Verwendet man dieses Gerät, so wird der Versuchsaufwand wesentlich verringert. Es sind nur vier bzw. fünf Verbindungen herzustellen und die Meßgeräte anzuschließen. Dieses Gerät ermöglicht die Aufzeichnung der Franck-Hertz-Kurve wahlweise mit einem Oszilloskop oder einem XY-Schreiber. Beschleunigungsspannung: UB = 0 ... 70 V Sägezahn bzw. manuell einstellbar Heizspannung: UH = max. 8 V, 270 ... 350 mA Gegenspannung: UG = 1,2 ... 10 V Steuerspannung: USt = 9 V (nur für 84 82 220) x-Ablenkung: für Oszilloskop UB/10 Stromverstärkung: max. 1 V entspricht 7 nA Spannungsversorgung: 230 V AC, 50 (60) Hz Abmessungen in mm: 160 x 132 x 210 Masse: ca. 2,4 kg Franck-Hertz-Röhre mit Neonfüllung 84 82 220 Die mit Neon gefüllte Franck-Hertz-Röhre hat einen tetrodenartigen Aufbau. Sie enthält außer der Kathode ein Steuergitter, ein Beschleunigungsgitter (Anode) und die Auffängerelektrode. Im Unterschied zur klassischen Franck-Hertz-Röhre kann sie bei Zimmertemperatur betrieben und muß daher nicht in einem Ofen beheizt werden. Außerdem kann mit dieser Röhre die Emission von rotem Licht beobachtet werden, die auftritt, wenn ein Elektron von einem höher zu einem niedriger angeregten Zustand des Neonatoms übergeht. Dieses Leuchten tritt in Schichten auf, die durch Dunkelzonen voneinander getrennt sind. Bei Erhöhen der Beschleunigungsspannung ist das Erscheinen einer Leuchtschicht mit dem Abfall des Auffängerstromes verbunden. Heizspannung: 6 ... 8 V AC / DC Steuerspannung: 9 V Gitterspannung: 8 V Beschleunigungsspannung: max. 80 V Gegenspannung: 4 ... 10 V DC Abmessungen in mm: 190 x 115 x 115 Masse: ca. 450 g Zusätzlich erforderlich: Betriebsgerät für Franck-Hertz-Versuche 84 82 130 Meßleitung BNC-BNC 55 15 014 Diverse Experimentierkabel Zweikanal-Oszilloskop HM 303 25 00 302 oder Vielfachmeßgerät ESCOLA 10 als Voltmeter (2 Stück) 85 31 160 oder XY-Schreiber SE 790-1100 25 00 824 Steht das Betriebsgerät 84 82 130 nicht zur Verfügung, kann der Versuch mit dem alten Betriebsgerät 6756,00 der NEVA und dem Steuergerät 84 82 250 durchgeführt werden. Wie beim Franck-Hertz-Versuch mit Quecksilber gefüllter Röhre 84 82 150 treten mehrere ausgeprägte Maxima und Minima der Strom- Spannungs-Kennlinie auf. 8 - 15

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