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4. Manejo
Para la realización del experimento se requieren
adicionalmente los siguientes aparatos
1 Aparato de servicio para el experimento de
Franck-Hertz
1 Termómetro digital, 1 canal
1 Sonda de inmersión NiCr-Ni Tipo K
1 Osciloscopio analógico, 2 x 35 MHz
1 Cable HF, 1 m
2 Cable HF, BNC / enchufe de 4 mm
•
La estufa y el aparato de servicio se dejan des-
conectados al principio y se conectan entre sí
las salidas resp. las entradas A, H, K.
•
Se conecta la salida M del tubo de Franck-Hertz
con la correspondiente entrada del aparato de
servicio, por medio de un cable de HF.
•
La salida "FH Signal y-out" en el aparato de
servicio se conecta con la entrada Y y la salida
"UB/10 x-out" en la entrada X del osciloscopio.
•
Se inserta la sonda de NiCr-Ni en el orificio de
la superficie superior de la carcasa de la estufa
y se enclava de tal forma que la punta de la
misma entre en contacto con la pared del tubo
de Franck-Hertz.
•
El botón de ajuste el aparato de servicio se gira
hacia el extremo izquierdo.
•
Se conecta la estufa y se ajusta una tempera-
tura de aprox. 130°C y se espera hasta que el
tubo se caliente a esta temperatura (aprox. 5 a
10 min).
•
Ajuste la tensión de caldeo en 6V ... 7V. El
cátodo de caldeo indirecto necesita un tiempo
de aprox. 1:30 min. para lograr su temperatura
de trabajo.
•
Conecte ahora el aparato de servicio. El bascu-
lador "Man/ Ramp, 50 Hz" se ajusta en la posi-
ción "Rampe" y se aumenta lentamente la ten-
sión de aceleración hasta 30 V.
•
Se ajusta el osciloscopio el modo X-Y, con los
ajustes x = 0,5 V/Div e y = 1 V/Div.
•
Se observa en la pantalla del osciloscopio la
aparición del primer máximo de la curva de
Franck-Hert.
•
Los parámetros: Tensión de aceleración, cale-
facción del cátodo, tensión inversa y amplitud
se ajustan de tal forma que se pueda observar
en la pantalla del osciloscopio una curva con
máximos y mínimos bien definidos.
•
Se sigue aumentando más la tensión de cale-
facción para poder observar la aparición de
•
U8482130
El procedimiento descrito es un proceso de ajuste
general. Como los tubos de Franck-Hertz son pro-
U11817
ducidos manualmente existen grandes diferencias
U11854
entre los parámetros óptimos de cada uno de los
U11175
tubos individuales. Una referencia de medida para
unos valores óptimos se indica en el protocolo de
U11255
medición que acompaña el tubo entregado.
U11257
La corriente del electrodo colector muestra máxi-
mos y mínimos equidistantes y repetitivos en de-
pendencia con la tensión de aceleración. La distan-
cia entre los máximos es de 4,9 V. Entre el cátodo y
el ánodo en el tubo se experimenta un potencial
de contacto de aprox. 2 V, por esta razón el primer
máximo se observa con aprox. 7 V.
Evaluación de la curva de Franck-Hertz:
Para una evaluación exacta de la curva de Franck-
Hertz se requieren además un registrador X-Y y un
voltímetro digital. Para la evaluación no es necesa-
rio determiner el valor absoluto de la corriente de
electrones. Se debe haber ajustado en la partalla
del osciloscopio una curva de Franck-Hertz con
máximos muy bien definidos.
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•
•
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Observación: La tensión de aceleración en la salida
de señal (señal del registrador) está atenuada en un
factor 10. Sin embargo, en el voltímetro digital se
mide la tensión de aceleración completa (1:1) entre
los contactos "A" y "K".
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•
3
más máximos .
Sin embargo, la tensión de aceleración se
puede seguir aumentando sólo siempre y
cuando no se produzca una autodescarga in-
dependiente en el tubo, pues la ionización por
choques atómicos destruye la curva.
El interruptor basculador "Man-Ramp/50 Hz"
se ajusta en la posición "Man".
La tensión de aceleración se ajusta en el
extremo izquierdo (U
= 0 V).
B
Se conecta adicionalmente un voltímetro digi-
tal en los casquillos "A" "K" del aparato de ser-
vicio para así medir la tensión de aceleración.
En lugar de utilizar en osciloscopio se conecta
un registrador X-Y.
Se pone en marcha el registrador X-Y y en am-
bos ejes del registrados se ajusta una amplifi-
cación 1 V/cm.
Se ajusta en el registrador X-Y una amplifica-
ción de tal forma que la curva de Franck-Hertz
esté extendida sore una hoja completa.
Aumentando lenta y constantemente la
tensión de aceleración UB se puede ahora
medir una curva de Franck-Hertz completa; las
posiciones de los máximos y los mínimos se
pueden determinar en el voltímetro digital.
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