3B SCIENTIFIC PHYSICS 1023094 Скачать руководство пользователя страница 8

 

Only  trained  electricians  are  permitted  to 
open up the apparatus’ housing. 

Beware: Risk of burns! The viewing windows and 
the walls of the heating chamber can reach tem-
peratures of up to 300° C during operation. 

 

Set  up  the  heating  chamber  on  a  heat-re-
sistant surface.  

 

When the heating chamber is in operation, do 
not attempt to touch or move the apparatus. 
Only move or transport the equipment by us-
ing the insulated handle. 

 

Allow  the  apparatus  to  cool  before  disman-
tling the experiment. 

Beware:  There  is  always  a  risk  that  glass  can 
break and cause injury. 

 

Use  all  six  knurled  screws  to  affix  the  front 
plate to the heating chamber. 

 

Do  not  subject  the  tube  to  any  mechanical 
stress.  Do  not  put  kinks  in  any  connecting 
leads.  

The Franck-Hertz tube contains mercury.  

 

If  the  glass  breaks  and  mercury  escapes, 
make  sure  to  observe  safety  regulations  re-
lating to the handling of mercury. 

 

2. Description 

The  Franck-Hertz  tube  with  its  mercury  filling  is 
used to demonstrate the quantised release of en-
ergy  by  free  electrons  colliding  with  mercury  at-
oms and to determine that the excitation energy 
for the mercury resonance line (6

1

S

0

 

– 6

3

P

1

) is 4.9 

eV. 

Franck-Hertz tube attached to front plate 

The Franck-Hertz tube is a highly evacuated elec-
tron tube containing mercury with its electrodes set 
up in parallel planes. The electrodes consist of an 
indirectly heated oxide cathode, an anode grid and 
a collector electrode. In order to increase the like-
lihood of collisions, the distance between the an-
ode and cathode has been made large (8 mm) in 
comparison to the mean free path in a mercury at-
mosphere  (for  a  temperature  of  approx.  180°C). 
By contrast, the distance between anode and col-
lector is small.  An  earth ring is  located  level  with 
the  anode  grille  to  prevent  disturbance  due  to 
background radiation. The tube is mounted on the 
front plate of the heating chamber and can be re-
moved or exchanged. The front plate also has ce-
ramic-insulated sockets and a schematic diagram 
of the tube. The Franck-Hertz tube is mounted in 
such a way that the whole tube and its connecting 
wires can all be maintained at constant tempera-
ture. This is necessary because the density of the 
mercury vapour is always determined at the cold-
est  point  of  the  tube.  Leakage  currents  resulting 
from  radiation  due  to  ion  conduction  in  the  hot 
glass walls are prevented by a protective sintered 
alumina ring. A fixed attenuating resistor (10 

is 

inserted between the sockets for the accelerating 
voltage and for the anode of the tube. This protects 
the tube in the event of excessive voltage occur-
ring due to arcing. The voltage drop across this re-
sistor can be neglected when measurements are 
being made. 

Heating chamber 

The heating chamber serves to  establish the  va-
pour pressure inside the Franck-Hertz tube with its 
mercury filling and helps you carry out experiments 
with a sodium fluorescence tube (1000913).  

It consists of a powder-coated sheet steel casing 
with  two  viewing  windows.  The  front  plate  is  at-
tached  via  six  knurled  screws.  The  chamber  is 
heated via a tubular heating element in the cham-
ber floor. Temperature measurement and regula-
tion  is  carried  via  an  integrated  micro-controller 
and a PT 100 thermocouple.  A digital tempera-
ture  display  allows  you  to read  off  the  tempera-
ture set-point and the actual temperature  value. 
The “SET” button can be used to toggle the dis-
play between ° Celsius and ° Fahrenheit. The 

“+/-

” keys allow you to set the set-point for the tem-
perature  in  steps  of  1  K. There  is an opening  at 
the top with a spring clip for holding a thermometer 
and a thermally insulated carrying handle. 

The  apparatus  1023094  is  for  operation  with  a 
mains  voltage  of  115  V  (±10%),  and  the  unit 
1023095 is for operation with a mains voltage of 
230 V (±10%). 

2.1 Scope of delivery  

1  Franck-Hertz tube with mercury filling mounted 

on front-plate  

1  Heating chamber without front plate 

1  Instruction sheet 

3. Technical data 

Franck-Hertz tube 

Filament: 

4 to 9 V AC/DC 

Grid voltage: 

0 to 80 V 

Bias voltage: 

1.5 V approx. 

Operating temperature:  160°C - 200° C approx. 
Tube dimensions: 

160 mm x 30 mm diam. 

Weight: 

380 g approx. 

Содержание 1023094

Страница 1: ...ist f r den Be trieb in trockenen R umen vorgesehen welche f r elektrische Betriebsmittel oder Einrichtungen geeignet sind Bei bestimmungsgem em Gebrauch ist der si chere Betrieb des Ger tes gew hrle...

Страница 2: ...nsymbol Die Franck Hertz R hre ist so montiert dass die ganze R hre einschlie lich der Anschlussdr hte auf eine kon stante Temperatur kommt Dies ist erforderlich weil sich die Dampfdichte des Quecksil...

Страница 3: ...80 V erh hen Die Beschleunigungsspannung jedoch nur so weit erh hen dass in der R hre keine selb st ndige Entladung auftritt denn durch Sto ionisation wird die Kurve gest rt Oszilloskop zun chst mit d...

Страница 4: ...sich auch die Qualit t der Maxima leicht verbessern Optimierung der Heizspannung Die Heizspannung bestimmt die Anzahl der emit tierten Elektronen und damit den Anodenstrom Je h her die Heizspannung is...

Страница 5: ...g 1 Schematischer Aufbau zur Aufzeichnung der Franck Hertz Kurve an Quecksilber C Katode G Gitter A Auff ngerelektrode Fig 2 Experimenteller Aufbau Franck Hertz R hre mit Hg F llung F K G A E X Y E F...

Страница 6: ...20 20459 Hamburg Deutschland www 3bscientific com Technische nderungen vorbehalten Copyright 2022 3B Scientific GmbH Fig 3 Experimenteller Aufbau Franck Hertz R hre mit 2 Digital Voltmetern Fig 4 Fran...

Страница 7: ...lectrical equipment or installations Safe operation of the equipment is guaranteed provided it is used correctly However there is no guarantee of safety if the equipment is used in an improper or care...

Страница 8: ...s and a schematic diagram of the tube The Franck Hertz tube is mounted in such a way that the whole tube and its connecting wires can all be maintained at constant tempera ture This is necessary becau...

Страница 9: ...ver increase the accelerating voltage so much that self discharge no longer occurs inside the tube Any ionisation due to collisions will disrupt the curve Set up the oscilloscope initially with settin...

Страница 10: ...p or too flat curve with few maxima The countervoltage determines the slope of the curve The greater the countervoltage the flatter the rise In com bination with the acceleration voltage the qual ity...

Страница 11: ...5 Fig 1 Schematic of set up for measuring the Franck Hertz curve for mercury C cathode G grid A collector elec trode Fig 2 Experiment set up for Franck Hertz tube with Hg filling F K G A E X Y E F K A...

Страница 12: ...tr 20 20459 Hamburg Germany www 3bscientific com Subject to technical amendments Copyright 2022 3B Scientific GmbH Fig 3 Experiment set up for Franck Hertz tube with 2 digital voltmeters Fig 4 Franck...

Страница 13: ...clase de protecci n I Est previsto para su uso en recintos secos adecuados para componentes o ins talaciones el ctricas Se garantiza el funcionamiento seguro del aparato mientras se use seg n su obje...

Страница 14: ...ones El tubo est montado al dorso de la placa frontal de la estufa de tal forma que se puede intercambiar En la placa frontal se encuen tran casquillos de conexi n de cer mica aislante y adem s el s m...

Страница 15: ...UX en la entrada X del osciloscopio Se conecta el aparato de control el aparato se encuentra en modo de rampa Ajuste lentamente la tensi n de caldeo en 6 V El c todo de caldeo indirecto necesita un t...

Страница 16: ...aso de la incineraci n de tubos La corriente an dica aumenta r pida mente hasta un valor m ximo En este caso la tensi n de aceleraci n debe reducirse inmediata mente Si fuera necesario trazar m s m xi...

Страница 17: ...las prescripciones locales para el desecho de chatarra el ctrica Al desechar los tubos de Franck Hertz es nece sario seguir las prescripciones locales para el desecho de mercurio Fig 1 Montaje esquem...

Страница 18: ...amburgo Alemania www 3bscientific com Nos reservamos el derecho a cambios t cnicos Copyright 2022 3B Scientific GmbH Fig 3 Montaje experimental con el tubo de Franck Hertz con 2 volt metros digital Fi...

Страница 19: ...asse de protection 1 Il est pr vu pour tre exploit dans des pi ces s ches convenant des quipements ou dispositifs lectriques En cas d utilisation conforme l exploitation s re de l appareil est garanti...

Страница 20: ...que et le symbole du tube Le tube de Franck et Hertz est mont de mani re ce que le tube complet et les fils de con nexion atteignent une temp rature constante Ce dispositif est n cessaire car la densi...

Страница 21: ...attendez que le tube chauffe 5 10 minutes R glez la tension minimale d acc l ration sur 0 et augmentez lentement la vitesse maximale d acc l ration jusqu 80 V Lorsque vous augmentez la tension d acc...

Страница 22: ...nte de la courbe Plus la contre tension est grande plus la mont e est plate En combinaison avec la tension d acc l ration la qualit des maxima peut tre facile ment am lior e Optimisation de la tension...

Страница 23: ...ructure sch matique de l enregistrement de la courbe de Franck et Hertz sur le mercure C cathode G grille A lectrode de captage Fig 2 Montage exp rimental du tube de Franck et Hertz au Hg F K G A E X...

Страница 24: ...mburg Allemagne www 3bscientific com Sous r serve de modifications techniques Copyright 2022 3B Scientific GmbH Fig 3 Montage exp rimental du tube de Franck et Hertz avec 2 voltm tres num riques Fig 4...

Страница 25: ...protezione I L apparecchio pensato per l utilizzo in ambienti asciutti adatti per strumenti o dispositivi elettrici Un utilizzo conforme garantisce il funzionamento sicuro dell apparecchio La sicurezz...

Страница 26: ...stituzione Sulla piastra anteriore sono presenti i jack di raccordo isolati in ceramica e il simbolo del tubo Il tubo di Franck Hertz montato in modo che l intero tubo compresi i fili di collegamento...

Страница 27: ...di riscaldamento di circa 1 30 min Attivare il forno impostare una temperatura di circa 180 C e attendere fino a quando il tubo non si sar riscaldato circa 5 10 minuti Azzerare la tensione di accelera...

Страница 28: ...fosse necessario mappare altri massimi la temperatura del forno deve essere aumentata in anticipo Ottimizzazione della forza controelettromotrice Le figure 5 b e 5 c mostrano una curva troppo ripida o...

Страница 29: ...disposizioni vigenti a livello locale Per lo smaltimento del tubo di Frank Hertz ri spettare le disposizioni vigenti a livello locale per lo smaltimento di mercurio Fig 1 Struttura schematica per la...

Страница 30: ...hard Str 20 20459 Amburgo Germania Con riserva di modifiche tecniche Copyright 2022 3B Scientific GmbH Fig 3 Struttura sperimentale tubo di Franck Hertz con 2 voltmetri digitali Fig 4 Curva di Franck...

Страница 31: ...a a opera o em espa os secos que estejam preparados para aparelhagem ou instala o el trica Se a opera o do aparelho ocorre conforme s instru es de uso a seguran a est ent o garantida A seguran a por m...

Страница 32: ...cabos de conex o associados tenham uma temperatura constante Isto necess rio porque a densidade de vaporiza o do merc rio se ajusta conforme o ponto mais frio do tubo As correntes de escapamento sobre...

Страница 33: ...ar que o tubo esteja aquecido cerca de 5 a 10 minutos Ajustar a tens o de acelera o m nima em zero elevar lentamente a tens o de acelera o m xima para 80 V Por m s elevar a tens o de acelera o de modo...

Страница 34: ...ida Em combina o com a tens o de acelera o a qualidade dos m ximos pode ser facilmente melhorada Otimiza o da tens o do aquecedor A tens o de aquecimento determina o n mero de el trons emitidos e port...

Страница 35: ...rutura esquem tica para o registro da curva de Franck Hertz no merc rio C c todo G grade A eletrodo captador Fig 2 Montagem da experi ncia com o tubo de Franck Hertz com preenchimento de Hg F K G A E...

Страница 36: ...59 Hamburgo Alemanha www 3bscientific com Sob reserva de altera es t cnicas Copyright 2022 3B Scientific GmbH Fig 3 Montagem da experi ncia com o tubo de Franck Hertz com 2 volt metros digitais Fig 4...

Отзывы: