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📋 Datenblatt zum Versuch

Für den Versuch stehen Ihnen die folgenden Geräte und Apparaturen zur Verfügung:

Franck-Hertz-(Hg)-Tetrode

Die koaxiale Franck-Hertz-(Hg)-Tetrode (FHT) ist mit einem Tropfen Hg (\(m_{\mathrm{Hg}}=5\ \mathrm{g}\)) befüllt. Des weiteren dürften die folgenden Informationen für Sie relevant sein:

  • Abmessungen:

  • Der Abstand K-G1 beträgt \({\approx}0.5\ \mathrm{mm}\).

  • Der Abstand K-G2 beträgt \(d\approx6\ \mathrm{mm}\).

  • Heizofen:

  • Die Tetrode befindet sich in einem Heizofen mit einstellbarem Thermostat (zur Einstellung der Solltemperatur \(\vartheta_{S}\)) und \(\mathrm{NiCr}\)-\(\mathrm{Ni}\) Temperaturfühler zur Messung der Isttemperatur \(\vartheta\).
  • Beheizung der Glühkathode:
  • Der max. erlaubte Heizstrom der indirekt geheizten BaO-Kathode (K) beträgt \(0.4\ \mathrm{A}\).
  • Die max. erlaubte Heizspannung beträgt \(U_{K}=6.4\ \mathrm{V}\);
  • Steuergerät:
  • Die Versorgung der FHT mit den Spannungen \(U_{1},\ U_{2},\ U_{3}\), die Regelung von \(\vartheta_{S}\), sowie die Messung von \(\vartheta\) erfolgt über ein integriertes Steuergerät.
  • Die Gleichspannung \(U_{1}\) ist auf bis zu \(5\ \mathrm{V}\) regelbar. Der Minuspol ist mit einem Pol der Heizstromquelle für K verbunden (siehe Abb. 1 hier);
  • Für \(U_{2}\) können Sie grundsätzlich zwischen drei Einstellungen wählen:
    • Einer einstellbaren Gleichspannung.
    • Einer automatischen, linearen Rampe.
    • Einer sich wiederholenden Sägezahnspannung jeweils mit Werten von \(0-30\ \mathrm{V}\).
  • Für \(U_{3}\) können Sie eine Gleichspannung bis zu \(-10\ \mathrm{V}\) einstellen.
  • Am Steuergerät befinden sich Ausgabebuchsen für \(U_{2}/10\) und \(U_{\mathrm{A}}\). Beachten Sie den Spannungsteiler für \(U_{2}\).
  • \(U_{\mathrm{A}}\) ist proportional zu \(I_{\mathrm{A}}\). Für die Umrechnung gilt: \(U_{A}=1\mathrm{V}\to I_{A}=1\ \mathrm{nA}\) (siehe hier).
  • Das Handbuch zum Steuergerät der FHT finden Sie hier.

Franck-Hertz-(Ne)-Tetrode mit Ne-Füllung

Für die Frank-Hertz-(Ne)-Tetrode gibt es nur einen Aufbau mit Lichtschutzgehäuse, Sichtfenster, Sockelplatte mit Anschlussbuchsen und \(10\,\mathrm{k\Omega}\)-Schutzwiderstand in der Anodenleitung.

  • Der maximale Anodenstrom für die Franck-Hertz-Ne-Röhre beträgt \(I_{\mathrm{G2}}=5\ \mathrm{\mu A}\).
  • Die Elektroden sind plan-parallel und der Abstand zwischen Kathode und Anode beträgt \(d\approx7\ \mathrm{mm}\).
  • Die Franck-Hertz-Ne-Tetrode wird mit Hilfe von zwei Betriebsgeräten angesteuert:
  • Betriebsgerät 1:
  • Hiermit steuern Sie den regelbaren Heizstrom.
  • Für \(U_{2}\) können Sie wahlweise eine Gleich- oder Sägezahnspannung bis zu \(70\ \mathrm{V}\) einstellen.
  • Ebenso wird der Verstärker für die Messung von \(I_{\mathrm{A}}\) über dieses Gerät angesteuert.
  • Betriebsgerät 2:
  • Hiermit stellen Sie eine feste Gleichspannung (\(U_{1}\)) für G1 bereit;
  • Für \(U_{3}\) lässt sich eine Gleichspannung bis zu \(-10\ \mathrm{V}\) einstellen.

Weiteres Zubehör

  • Ein Oszilloskop vom Typ PeakTech 1255.
  • Ein Tisch-Multimeter vom Typ Instek GDM-8245.
  • Ein Hand-Multimeter.
  • Ein Taschenspektroskop mit Stativ.