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ella se protege el tubo en caso de que se dispare el
mismo debido a una tensión superior. La caída de
tensión en esta resistencia se puede despreciar duran-
te las mediciones porque la corriente del ánodo del
tubo es menor que 5 pA (caída de tensión en la re-
sistencia de protección 0,05 V).
3. Datos técnicos
Tensión de
calentamiento:
Tensión de control:
Tensión de aceleración:
Contratensión:
Tubo:
Zócalo de conexión:
Peso:
4. Fundamentos generales
En el experimento con neón de Franck y Hertz, los
átomos de este gas se excitan debido al choque
inelástico de los electrones. Los átomos excitados
emiten luz visible, la cual puede observarse directa-
mente. Se reconocen zonas con mayor densidad de
luminosidad o de excitación, cuya posición entre el
cátodo y la rejilla depende de la diferencia de tensión
entre ambos:
Del cátodo se desprenden electrones y estos se aceleran
hacia la rejilla dada la presencia de la tensión U. A través
de la rejilla, llegan al colector contribuyendo a aumentar
la corriente I del colector si su energía cinética es sufi-
ciente para superar la contratensión presente entre la
rejilla y el colector.
La curva característica I(U) (véase Fig. 3) muestra un
patrón semejante al que se observa en el experimento
con mercurio de Franck y Hertz, no obstante, con inter-
valos de tensión de aproximadamente 19 V. Esto sig-
nifica que la corriente del colector, frente a un valor
determinado de U = U
desciende casi hasta cero, puesto
1
que los electrones, poco antes de llegar a la rejilla, ga-
nan una energía cinética suficiente como para excitar un
átomo de neón después del choque inelástico.
Simultáneamente, en la cercanía de la rejilla, se observa
una luminosidad rojo naranja, puesto que el paso de los
átomos de neón emite este tipo de luz. La zona lumi-
nosa se desplaza hacia el cátodo si la tensión U aumenta
y, al mismo tiempo, vuelva a aumentar la corriente I del
colector.
Si la tensión U = U
es aún mayor, la corriente del
2
colector, de igual manera, desciende drásticamente y
se observan dos zonas luminosas: una en la mitad del
cátodo y la rejilla y la otra directamente sobre la
4 − 12 V
9 V
máx. 80 V
1,2 − 10 V CC
aprox. 130 x 26 mm Ø
aprox.190x115x115 mm³
aprox. 450 g
rejilla. Aquí, los electrones, después del primer cho-
que, pueden absorber tanta energía una segunda vez,
que pueden excitar a un segundo átomo de neón.
Si las tensiones continúan ascendiendo, finalmente,
se pueden observar otras absorciones de la corriente
del colector y más capas luminosas.
La característica I(U) muestra varios valores máximos y
mínimos: La distancia entre valores mínimos es de
aproximadamente ΔU = 19 V. Esto corresponde a las
energías del nivel 3p del átomo de neón (véase Fig. 4),
que, muy probablemente, se verán excitadas. La exci-
tación del nivel 3s no se puede despreciar por completo
y produce una subestructura en la característica I(U).
Las zonas luminosas se caracterizan por su elevado
espesor de excitación y, en la característica I(U), corre-
sponden a la absorción de corriente. Se origina una
capa luminosa adicional cada vez que se eleva la
tensión U en aproximadamente 19 V.
Notas
El primer valor mínimo no se encuentra a 19 V sino que
varía en la proporción determinada por la tensión de
contacto presente entre el cátodo y la rejilla.
Las líneas espectrales de neón emitidas se pueden ob-
servar y medir sin problemas con el espectroscopio
(1003184 / U21877) si se selecciona la máxima tensión U.
Para la realización del experimento se requieren
adicionalmente los siguientes aparatos:
1 Equipo p. la ejecución del experimento de F/H (230 V,
50/60 Hz)
ó
1 Equipo p. la ejecución del experimento de F/H (115 V,
50/60 Hz)
1 Osciloscopio analógico, 2x 30 MHz 1002727 / U11175
1 Cable AF, 1 m
2 Cables AF, conector macho BNC / 4 mm
Cables de experimentación de seguridad
•
El
aparato
de
desconectado, con todos los botones de ajuste en
el extre-mo izquierdo.
•
Se realiza el cableado según la Fig. 2.
•
Se conecta la unidad de control, la cual se
encuentra en el modo de rampa
•
Se ajusta el osciloscopio el modo X-Y, con los
ajustes x = 1 V/Div e y = 2 V/Div.
•
Se aumenta lentamente la tensión de caldeo hasta que
el filamento calefactor se observe de una coloración
roja débil. Luego se esperan aprox. 30 segundos hasta
que se logre la temperatura de trabajo.
2
5. Manejo
1012819
1012818
1002746 / U11255
1002748 / U11257
servicio
se
deja
primero
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