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3B SCIENTIFIC
Kritische-Potenziale-Röhre S mit He-Füllung 1000620
Bedienungsanleitung
08/13 ALF
1. Sicherheitshinweise
Glühkatodenröhren sind dünnwandige, evakuierte
Glaskolben. Vorsichtig behandeln: Implosionsgefahr!
•
Röhre keinen mechanischen Belastungen aus-
setzen.
•
Anschlusskabel des Kollektorrings keinen
Zugbelastungen aussetzen.
•
Die Röhre nur in den Röhrenhalter S
(1014525) einsetzen.
Zu hohe Spannungen, Ströme sowie falsche
Katodenheiztemperatur können zur Zerstörung
der Röhre führen.
•
Die angegebenen Betriebsparameter einhalten.
•
Schaltungen nur bei ausgeschalteten Ver-
sorgungsgeräten vornehmen.
•
Röhren nur bei ausgeschalteten Versor-
gungsgeräten ein- und ausbauen.
Im Betrieb wird der Röhrenhals erwärmt.
•
Röhre vor dem Ausbau abkühlen lassen.
Die Einhaltung der EC-Richtlinie zur elektro-
magnetischen Verträglichkeit ist nur mit den
empfohlenen Netzgeräten garantiert.
®
PHYSICS
Die Kritische-Potenziale-Röhre S mit He-Füllung
dient zur quantitativen Untersuchung des ine-
lastischen Stoßes von Elektronen mit Edelgas-
atomen, zur Bestimmung der Ionisationsenergie
sowie der Anregungsenergien von Helium, zur
Auflösung von Energiezuständen verschiedener
Haupt- und Bahndrehimpulsquantenzahlen so-
wie zum Nachweis von metastabilen Zuständen.
Die
Elektronenkanone mit direkt geheizter Wolfram-
Glühkatode und zylinderförmiger Anode in ei-
nem evakuierten und mit Helium gefüllten Glas-
kolben. Die Innenseite des Glaskolbens ist lei-
tend beschichtet und mit der Anode verbunden.
Der Kollektorring ist so im Innern des Glaskol-
bens platziert, dass der divergente Elektronen-
strahl ihn nicht direkt erreichen kann.
Die Batterieeinheit dient zur Bereitstellung der
Kollektorspannung (Gegenspannung) U
schen Anode und Kollektorring.
1
1 BNC-Buchse
2 Glasbeschichtung auf
Anodenpotenzial
3 Kollektorring
4 Anode
5 Elektronenkanone
6 Heizwendel
7 Stiftkontakt Anode
8 Stiftkontakte Heizung
9 Führungsstift
10 Stiftkontakt Katode
2. Beschreibung
Kritische-Potenziale-Röhre
besitzt
eine
zwi-
R
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Resumen de contenidos para 3B SCIENTIFIC PHYSICS 1000620
- Página 1 ® 3B SCIENTIFIC PHYSICS Kritische-Potenziale-Röhre S mit He-Füllung 1000620 Bedienungsanleitung 08/13 ALF 1 BNC-Buchse 2 Glasbeschichtung auf Anodenpotenzial 3 Kollektorring 4 Anode 5 Elektronenkanone 6 Heizwendel 7 Stiftkontakt Anode 8 Stiftkontakte Heizung 9 Führungsstift 10 Stiftkontakt Katode 1. Sicherheitshinweise 2. Beschreibung Glühkatodenröhren sind dünnwandige, evakuierte...
- Página 2 bei auf eindeutige Position des Führungsstif- 3. Lieferumfang tes achten. 1 Kritische-Potenziale-Röhre S mit He-Füllung 1 Batterieeinheit (Batterie nicht enthalten) 6.2 Entnahme der Röhre aus dem Röhren- 1 Abschirmung halter • Röhre vor dem Ausbau abkühlen lassen. 1 Bedienungsanleitung • Zum Entnehmen der Röhre von hinten auf den Führungsstift drücken bis sich die Kon- taktstifte lösen.
- Página 3 Battery Unit 200 mV HERTZ TUBE CONSOLE 0...±1 VOLT OUT 0...±1 VOLT OUT SLOW SLOW FAST RING Fig. 1 Experimentieraufbau mit der Steuereinheit für Kritische-Potenziale-Röhren • Messintervall = 50 µs, Messzeit = 0,05 s und 7.2.1 Durchführung mit dem 3B NETlog Modus = Standard wählen.
- Página 4 • Diagramm erstellen, in dem die X-Achse mit • Zur Aufzeichnung der Ionisationskurve die der Größe E und die Y-Achse mit der Größe Polarität Kollektorspannung vertau- I belegt ist (siehe Fig. 3). schen. 200 mV Channel On/Off Rate Date/Time Store HERTZ TUBE CONSOLE 0...±1 VOLT OUT 0...±1 VOLT OUT...
- Página 5 OSCILLOSCOPE 200 mV HERTZ TUBE CONSOLE 0...±1 VOLT OUT 0...±1 VOLT OUT SLOW SLOW FAST RING Fig. 4 Anschluss eines Oszilloskops an das Steuergerät für Kritische-Potenziale-Röhren Die Bereitstellung der Kollektorspannung U 7.3 Experimentieraufbau mit dem Betriebs- folgt intern im Betriebsgerät für Franck-Hertz- gerät für Franck-Hertz-Experiment Experiment.
- Página 6 Time-Base: 5 ms 7.3.2 Durchführung mit einem Oszilloskop Trigger auf Channel 1 • Ausgang Ux des Betriebsgeräts für Franck- Hertz-Experiment Channel • Heizspannung, untere und obere Grenze der Ablenkung) und Ausgang Uy an Channel 2 Beschleunigungsspannung, Kollektorspan- (Y-Ablenkung) Oszilloskops nung, Verstärkung sowie die Oszilloskoppa- anschließen.
- Página 7 Fig.8 Beispiel einer Messkurve aufgenommen mit dem Betriebsgerät für Franck-Hertz-Experiment erhöhen, um die Strukturen besser abzubil- 7.4. Kalibrierung der Messkurve den. • Bei einer Heizspannung von 3,5 V und einer Kollektorspannung von -1,5 V die untere • Obere Grenze der Beschleunigungsspan- Grenze der Beschleunigungsspannung auf nung weiter reduzieren (auf ca.
-
Página 9: Instruction Sheet
® 3B SCIENTIFIC PHYSICS Critical Potentials Tube S with He-Filling 1000620 Instruction sheet 08/13 ALF 1 BNC jack 2 Glass coating at the anode voltage 3 Collector ring 4 Anode 5 Electron gun 6 Heater filament 7 Connection pin anode... -
Página 10: General Notes
Take note of the unique position of the guide 3. Contents pin. 1 Critical potentials tube S with He filling 6.2 Removing the tube from the tube holder 1 Battery unit (battery not included) • Allow the tube to cool before dismantling. 1 Shielding •... - Página 11 Battery Unit 200 mV HERTZ TUBE CONSOLE 0...±1 VOLT OUT 0...±1 VOLT OUT SLOW SLOW FAST RING Fig. 1 Experiment set-up with the control unit for critical potential tubes • Set the following parameters: Measurement 7.2.1 Procedure with 3B NETlog interval = 50 µs, Measurement duration = •...
- Página 12 numerical values for t and t in s • In order to display the ionisation curve, determined as above. reverse the polarity of the collector voltage. • Set up a graph with the quantity E on the x- axis and the quantity I on the y-axis. (See Fig.
- Página 13 OSCILLOSCOPE 200 mV HERTZ TUBE CONSOLE 0...±1 VOLT OUT 0...±1 VOLT OUT SLOW SLOW FAST RING Fig. 4 Connection of an oscilloscope to the control unit for critical potential tubes The provision of collector voltage V is handled 7.3 Experiment set-up with the control unit internally inside the control unit for the Franck- for the Franck-Hertz experiment Hertz experiment.
- Página 14 • Set the control unit to ramp mode and con- Time-base: 5 ms figure a minimum voltage of about 10 V, with Trigger on Channel 1 a maximum voltage of about 35 V. • Vary the heating voltage, the upper and lower •...
- Página 15 Fig.8 Example curve recorded with the control unit for the Franck-Hertz experiment to increase the gain to display the structures 7.3.3 Calibration of measurement curve better. • Set the heater voltage to 3.5 V and collector voltage to -1.5 V; set the lower limit for the •...
- Página 17 ® 3B SCIENTIFIC PHYSICS Tube à potentiels critiques S, Hélium 1000620 Manuel d'utilisation 08/13 ALF 1 Douille BNC 2 Revêtement paroi interne sur potentiel d’anode 3 Bague collectrice 4 Anode 5 Canon électronique 6 Filament 7 Broche de contact anode...
-
Página 18: Informations Générales
6.2 Retrait du tube du porte-tube 3. Fournitures • Laissez refroidir le tube avant de le démon- 1 Tube à potentiels critiques S, Hélium ter. 1 Unité à pile (pile non fournie) • Pour démonter le tube, appuyez sur l'arrière 1 Blindage de la pointe de guidage, jusqu'à... - Página 19 Battery Unit 200 mV HERTZ TUBE CONSOLE 0...±1 VOLT OUT 0...±1 VOLT OUT SLOW SLOW FAST RING Fig. 1 Montage expérimental avec l’unité de commande pour tubes à potentiels critiques • Saisissez la formule I = -667 * « Input_B » 7.2.1 Réalisation de l’expérience avec le 3B (unité...
- Página 20 • Saisissez la nouvelle formule du nom de E • Pour enregistrer la courbe d’ionisation, in- et la définition 19,8 + 4,8 * (t - t )/( t versez la polarité de la tension de la bague (unité eV); pour t et t , les valeurs collectrice.
- Página 21 maxi. et mini. de la tension d’accélération ainsi • Pour enregistrer la courbe d’ionisation, in- que les paramètres de l’oscilloscope jusqu’à versez la polarité de la tension au collecteur. obtention d’une courbe optimale. OSCILLOSCOPE 200 mV HERTZ TUBE CONSOLE 0...±1 VOLT OUT 0...±1 VOLT OUT SLOW SLOW...
- Página 22 • Sur l’appareil de Franck-Hertz, passez au à l’enregistrement des valeurs de mesures mode Rampe et réglez une tension mini- comme décrit au par. 7.2.1. male d’env. 10 V et une tension maximale • Faites varier la tension de chauffage, les d’env.
-
Página 23: Calibrage De La Courbe De Mesure
BETRIEBSGERÄT FRANCK-HERTZ/OPERATING UNIT FRANCK-HERTZ Heizung Gitter/Grid Beschleunigung/Acceleration Filament Reverse bias OSCILLOSCOPE Amin Amax Man/Ramp Fig. 7 Raccordement d’un oscilloscope à l’appareil pour l’expérience de Franck-Hertz Fig.8 Exemple d’une courbe de mesure enregistrée avec l’appareil pour l’expérience de Franck-Hertz • Réduire la valeur plafond de la tension 7.3.3 Calibrage de la courbe de mesure d’accélération à... - Página 24 l’amplification afin d’obtenir une meilleure représentation graphique des structures de la courbe. • Réduire encore la valeur plafond de la tension d’accélération (à env. 20 V) jusqu’à ce que la courbe s’arrête, là où le proces- sus d’ionisation commence. La zone de la courbe où se situent les poten- tiels critiques est à...
- Página 25 ® 3B SCIENTIFIC PHYSICS Tubo per potenziali critici S con pieno di He 1000620 Istruzioni per l'uso 08/13 ALF 1 Jack BNC 2 Bulbo in vetro su poten- ziale anodico 3 Anello collettore 4 Anodo 5 Cannone elettronico 6 Spirale riscaldante...
-
Página 26: Inserimento Del Tubo Nel Portatubi
non si trovano interamente nel supporto; ri- 3. Fornitura spettare una posizione univoca dello spinot- 1 Tubo per potenziali critici S con pieno di He to di guida. 1 Unità a batteria (batteria non fornita) 1 Schermo 6.2 Rimozione del tubo dal portatubi •... - Página 27 Battery Unit 200 mV HERTZ TUBE CONSOLE 0...±1 VOLT OUT 0...±1 VOLT OUT SLOW SLOW FAST RING Fig. 1 Struttura sperimentale con unità di comando per tubi per potenziale critico • Attivare il trigger sull'ingresso A con fronte di 7.2.1 Esecuzione con 3B NETlog salite (20%) •...
- Página 28 • Per la registrazione della curva di ionizzazi- one, invertire la polarità della tensione del collettore. 200 mV Channel On/Off Rate Date/Time Store HERTZ TUBE CONSOLE 0...±1 VOLT OUT 0...±1 VOLT OUT SLOW 1 SLOW FAST RING Fig. 2 Collegamento del 3B NETlog al dispositivo di comando per tubi per potenziale critico Fig.
- Página 29 OSCILLOSCOPE 200 mV HERTZ TUBE CONSOLE 0...±1 VOLT OUT 0...±1 VOLT OUT SLOW SLOW FAST RING Fig. 4 Collegamento di un oscilloscopio al dispositivo di comando per tubi per potenziale critico La predisposizione della tensione del collettore 7.3 Struttura sperimentale con apparecchio avviene internamente all'apparecchio per per l’esperimento di Franck-Hertz l'esperimento di Franck-Hertz.
- Página 30 • Variare la tensione di riscaldamento, il limite 7.3.2 Esecuzione con un oscilloscopio inferiore e superiore della tensione di accel- • Collegare l'uscita Ux dell'apparecchio per erazione, tensione collet- l’esperimento di Franck-Hertz al Canale 1 tore,l'amplificazione nonché parametri (deviazione X) e l'uscita Uy al Canale 2 (de- dell'oscilloscopio fino a ottenere una curva ot- viazione Y) dell'oscilloscopio.
- Página 31 Fig.8 Esempio di una curva di misurazione registrata con l'apparecchio per l’esperimento di Franck-Hertz • Ridurre ulteriormente il limite superiore della 7.3.3 Calibrazione della curva di misurazi- tensione di accelerazione (a circa 20 V) fino a quando la curva di misurazione finisce nel •...
- Página 33 ® 3B SCIENTIFIC PHYSICS Tubo del potenciales críticos S, llenado de helio 1000620 Instrucciones de manejo 08/13 ALF 1 Clavijero BNC 2 Recubrimiento del vidrio a potencial de ánodo 3 Anillo colector 4 Anodo 5 Cañon de electrones 6 Espiral de calefacción 7 Contacto en espiga Ánodo...
-
Página 34: Colocación Del Tubo En El Portatubo
correctamente en la toma, asegurándose de 3. Volumen de suministro que la clavija-guía está en la posición correcta. 1 tubo del potenciales críticos S, llenado de He 1 unidad para pila (pila no se entrega) 6.2 Retirada del tubo del portatubos 1 apantallamiento •... -
Página 35: Realización Con El 3B Netlog
apantallamiento. Luego se conecta con uno • Se conecta el cable de conexión del anillo de los casquillos de puesta a tierra de la colector en la entrada de BNC de la unidad unidad de control. de control. Battery Unit 200 mV HERTZ TUBE CONSOLE 0...±1 VOLT OUT... - Página 36 aceleración U , para optimar la curva de (Unidad eV); tomando para t los valores medida. numerales encontrados en [s]. • En el espectro se identifica el pico 2 S en • Se crea un diagrama teniendo en el eje-X la 19,8 eV y se determina su posición t en el magnitud E y en el eje-Y la magnitud I.
- Página 37 • En la fuente de alimentación de CC se aceleración así como los parámetros del ajusta una tensión de caldeo de 3,5 V. osciloscopio, hasta que aparezca en pantalla una curva óptima. Ajustes en el osciloscopio: Canal 1: 50 mV/Div •...
-
Página 38: Realización Con Un Osciloscopio
7.3.1 Realización con el 3B NETlog 7.3.2 Realización con un osciloscopio • Se conecta el 3B NETlog al aparato de • Se conecta la salida Ux del aparato de operación para el experimento de Franck- operación para el experimento de Franck- Hertz (ver Fig. -
Página 39: Calibración De La Curva De Medida
BETRIEBSGERÄT FRANCK-HERTZ/OPERATING UNIT FRANCK-HERTZ Heizung Gitter/Grid Beschleunigung/Acceleration Filament Reverse bias OSCILLOSCOPE Amin Amax Man/Ramp Fig. 7 Conexión de un osciloscopio en el aparato de operación para el experimento de Franck-Hertz Fig.8 Ejemplo de una curva de medida registrada con el aparato de operación del experimento de Franck-Hertz En esta forma se reduce el zoom de la curva de 7.3.3 Calibración de la curva de medida... - Página 40 hasta que la curva de medida termine en la posición en la cual se inicia la ionización. El alcance de la curva de medida, en el cual se encuentran potenciales críticos está proyectado con límites bien definidos sobre la pantalla del osciloscopio y los potenciales se pueden identificar con gran exactitud.
-
Página 41: Instruções De Operação
® 3B SCIENTIFIC PHYSICS Tubo de potenciais críticos S preenchimento com He 1000620 Instruções de operação 08/13 ALF 1 Conector BNC 2 Revestimento de vidro sobre potencial de anodo 3 Anel coletor 4 Anodo 5 Canhão de elétrons 6 Espiral de aquecimento... -
Página 42: Desmontagem Do Tubo Do Suporte Para Tubos
lo, garantir uma posição claramente definida 3. Fornecimento do pino de condução. 1 Tubo de potenciais críticos S preenchimento com hélio 6.2 Desmontagem do tubo do suporte para 1 Unidade de bateria (bateria não fornecida) tubos 1 Blindagem • Deixar esfriar os tubos antes de desmontá- los. - Página 43 Battery Unit 200 mV HERTZ TUBE CONSOLE 0...±1 VOLT OUT 0...±1 VOLT OUT SLOW SLOW FAST RING Fig. 1 Montagem do experimento com a unidade e controle para tubos de potenciais críticos • Escolher o intervalo de medição = 50 µs, 7.2.1 Realização com o 3B NETlog tempo de medição = 0,05 s e modo =...
-
Página 44: Fast 2 Ao Channel 2 (Desvio Y) Do
(Unidade eV); para isso anotar para t • Para registro da curva de ionização, trocar a os valores numéricos encontrados em s. polaridade da tensão do coletor. • Estabelecer um diagrama, na qual está marcados o eixo X com a grandeza E e o eixo Y com a grandeza I. - Página 45 OSCILLOSCOPE 200 mV HERTZ TUBE CONSOLE 0...±1 VOLT OUT 0...±1 VOLT OUT SLOW SLOW FAST RING Fig. 4 Conexão de um osciloscópio no aparelho de controle para tubos de potenciais críticos A preparação da tensão do coletor U ocorre Montagem do experimento com o internamento no aparelho para o equipamento de aparelho para o experimento de Franck- Franck-Hertz.
- Página 46 • Para registro da curva de ionização, trocar a Channel 2: 0,2 V/Div polaridade da tensão do coletor. Time-Base: 5 ms Trigger em Channel 1 • Variar a tensão de aquecimento, o limite 7.3.2 Realização com um osciloscópio inferior e superior da tensão de aceleração, a •...
- Página 47 Fig.8 Exemplo de uma curva de medição registrada com o aparelho para o experimento de Franck-Hertz • Seguir reduzindo o limite superior da tensão 7.3.3 Calibragem da curva de medição de aceleração (até aprox. 20 V), até que a • A uma tensão de aquecimento de 3,5 V e curva de medição termine no local em que uma tensão do coletor de -1,5 V, ajustar o...