3B SCIENTIFIC PHYSICS U8482150 Instrucciones De Uso página 3

1 Analog-Oszilloskop, 2 x 35 MHz
1 HF-Kabel, 1 m
2 HF-Kabel, BNC / 4-mm-Stecker
•
Heizofen und Betriebsgerät zunächst ausge-
schaltet lassen und die Ein- bzw. Ausgänge A, H
und K miteinander verbinden.
•
Ausgang M der Franck-Hertz-Röhre mittels HF-
Kabel mit dem entsprechenden Eingang des
Betriebsgerätes verbinden.
•
Ausgang „FH Signal y-out" am Betriebsgerät an
den Y-Eingang und Ausgang „UB/10 x-out" an
den X-Eingang des Oszillskops anschließen.
•
Tauchfühler NiCr-Ni durch die obere Öffnung
des Heizofens führen und so festklemmen,
dass dessen Spitze die Franck-Hertz-Röhre be-
rührt.
•
Alle Stellknöpfe des Betriebsgeräts zum linken
Anschlag drehen.
•
Heizofen einschalten,
ca.130° C einstellen und abwarten bis die Röh-
re aufgeheizt ist (ca. 5 bis 10 Minuten).
•
Heizspannung 6 V - 7 V einstellen. Die indirekt
geheizte Katode benötigt nach Anlegen der
Heizspannung eine
1:30 min.
•
Betriebsgerät einschalten, Kippschalter "Man/
Ramp, 50 Hz" auf die Position „Rampe" stellen
und langsam Beschleunigungsspannung auf
30 V erhöhen.
•
Oszilloskop im XY-Mode mit den Einstellungen
x = 0,5 V/Div und y = 1 V/Div betreiben.
•
Die Entstehung der ersten Maxima der Franck-
Hertz-Kurve auf dem Bildschirm des Oszil-
loskops beobachten.
•
Parameter Beschleunigungsspannung, Kato-
denheizung, Gegenspannung und Amplitude so
einstellen, dass eine Kurve mit gut ausgepräg-
ten Maxima/Minima entsteht.
•
Heizspannung weiter erhöhen und die Ausbil-
dung weiterer Maxima beobachten.
•
Die Beschleunigungsspannung jedoch nur so
weit erhöhen, dass in der Röhre keine selb-
ständige Entladung auftritt, denn durch Stoß-
ionisation wird die Kurve gestört.
Das beschriebene Verfahren ist eine allgemeine
Einstellprozedur. Da die Franck-Hertz-Röhren in
Handarbeit gefertigt werden, gibt es zwischen den
verschiedenen Röhren sehr große Unterschiede der
optimalen Parameter. Einen Anhaltspunkt für gute
Werte liefert das den Röhren beiliegende Messpro-
tokoll.
Der Auffängerstrom weist in Abhängigkeit von der
Beschleunigungsspannung periodisch wiederkeh-
rende und äquidistante Maxima und Minima auf.
Der Abstand zwischen den Maxima beträgt 4,9 V. In
der Röhre besteht zwischen Katode und Anode ein
U11175
U11255
U11257
Temperatur von
Anheizzeit von ca.
Kontaktpotential von 2 V. Dies ist die Ursache wa-
rum das erste Maximum bei etwa 7 V liegt.
Auswertung der Franck-Hertz-Kurve:
Für die genaue Auswertung der Franck-Hertz-Kurve
wird zusätzlich ein X-Y-Schreiber und ein Digital
Voltmeter benötigt. Hierfür ist es nicht unbedingt
notwendig, den absoluten Wert des Elektronen-
stromes zu bestimmen. Auf dem Bildschirm des
Oszilloskops sollte eine Franck-Hertz-Kurve mit
stark ausgeprägten Maxima eingestellt worden
sein.
•
Kippschalter "Man/Ramp/50 Hz" auf die Positi-
on "Man" stellen.
•
Beschleunigungsspannung auf Linksanschlag
(U = 0 V).drehen.
B
•
Zusätzlich ein Digitalvoltmeter an die Buchsen
"A" und "K" des Betriebsgerätes zur Messung
der Beschleunigungsspannung anschließen.
•
Statt des Oszilloskops X-Y-Schreiber anschlie-
ßen.
•
X-Y-Schreiber einschalten und beide Achsen
des Schreiber auf eine Verstärkung von 1 V/cm
stellen.
Anmerkung: Die Beschleunigungsspannung am
Signalausgang (Schreibersignal) ist um den Faktor
10 reduziert. Am Digitalvoltmeter wird jedoch
zwischen den Anschlüssen "A" und "K" die volle
Beschleunigungsspannung gemessen.
•
Verstärkung am Schreiber so variieren, dass
eine Blattfüllende Franck-Hertz-Kurve entsteht.
•
Durch langsame und stetige Erhöhung der
Beschleunigungsspannung U
Franck-Hertz-Kurve aufgenommen und die ge-
nauen Positionen der Maxima und Minima mit
dem Digitalvoltmeter ermitteln werden.
3
kann nun eine
B