Aufbau und Inbetriebnahme einer Stern-Gerlach-Apparatur

4 AUFBAU DER STERN-GERLACH APPARATUR
einen Strom liefern, der exponentiell mit der Temperatur des Glühdrahtes anwächst. Der Zylinder
ist geerdet.
Abbildung 9: Detektor
Die Funktionsweise des Detektors beruht auf dem Tunneleffekt. Atome, deren Ionisierungsenergie
geringer ist, als die Austrittsarbeit für Elektronen im Wolfram, werden ionisiert. Ihr Valenzelektron
tunnelt in den Wolframdraht[6]. Treffen Kaliumatome auf den glühenden Draht, so werden sie ioni-
siert und aufgrund der Potentialdifferenz zwischen Draht und Zylinder zum Zylinder hin beschleu-
nigt.
Der resultierende Ionenstrom ist in der Größenordnung ∼ pA. Er wird zur Vermessung über einen
Gleichstrommessverstärker an ein Messgerät angeschlossen und ist der Anzahl der auftreffen-
den Kaliumatome proportional, sofern der Wolframdraht auf der richtigen Temperatur ist. Bei zu
niedriger Heizspannung können nicht alle Atome ionisiert werden. Wird die Temperatur erhöht,
ist einerseits auch gegen die Vorspannung ein mit der Temperatur anwachsender Strom von der
Glühentladung zu messen, andererseits dampfen Verunreinigungen anfangs ab und liefern ein zu-
sätzliches Signal, da sie nach dem Abdampfen teilweise ionisiert sind.
Wegen dieser Verunreinigungen soll der Detektor zu Anfang der Messung ausgeheizt werden
("flashen"). Sie sammeln sich immer wieder von neuem an, wenn der Detektor ungeheizt ist.
22 4.3 Detektor