Franck-Hertz-Röhre mit Hg-Füllung und Heizofen (230 V, 50/60 Hz), für den Nachweis diskreter Energiezustände in Atomen und zur Durchführung des Franck-Hertz Versuch

Die Franck-Hertz-Röhre mit Quecksilberfüllung und Heizofen dient zum Nachweis der gequantelten Energieabgabe freier Elektronen beim Zusammenstoß mit Quecksilberatomen sowie zur Bestimmung der Anregungsenergie der Quecksilber-Resonanzlinie (6¹S₀ – 6³P₁) mit 4,9 eV. 

Franck-Hertz-Experiment im Physikunterricht und an Universitäten:

Die Quantelung der Energie sowie die Erzeugung, Registrierung und Auswertung von Spektren und die damit verbundene experimentelle Bestätigung von Modellen sind wichtiger Bestandteil der meisten Curricula an Schulen und Hochschulen auf der ganzen Welt. Das bekannte Experiment von James Franck und Gustav Hertz aus dem Jahre 1913 ist von grundlegender Bedeutung für den Nachweis diskreter Energiezustände in Atomen. Wegen der Wichtigkeit dieser Erkenntnisse bis in die morderne Physik hinein, bietet Ihnen Schneider Laborpla drei für die Schul- und Hochschulausbildung zusammengestellte Komplettexperimente mit detaillierter Experimentierbeschreibung an. Sie finden die Zusammenstellung der Experimente unten in der Empfehlung. 

Franck-Hertz-Röhre:

Die von Schneider Laborplan angebotene Franck-Hertz-Röhre ist eine hoch evakuierte Elektronenröhre mit Quecksilberfüllung und planparallelem Elektrodensystem bestehend aus indirekt geheizter Oxidkathode mit Lochblende, netzförmiger Anode und einer Auffängerelektrode. Um eine hohe Stoßwahrscheinlichkeit zu erhalten, ist der Abstand zwischen Kathode und Anode groß gewählt (8 mm) gegenüber der mittleren freien Weglänge in der Hg-Atmosphäre (bei ca. 180° C). Der Abstand zwischen Anode und Auffängerelektrode ist dagegen klein gehalten. In der Höhe der Netzanode ist eine Erdungsschelle angebracht, die störende Einstreuungen verhindert. Die Röhre des von Schneider Laborplan angebotenen Franck-Hertz Versuchs ist auswechselbar auf die Frontplatte des Heizofens montiert. Auf der Frontplatte befinden sich die keramisch isolierten Anschlussbuchsen und das Röhrensymbol. Die FranckHertz-Röhre ist so montiert, dass die ganze Röhre einschließlich der Anschlussdrähte auf eine konstante Temperatur kommt. Dies ist erforderlich, weil sich die Dampfdichte des Quecksilbers stets nach der kältesten Stelle der Röhre einstellt. Leckströme über die heiße, ionenleitende Glaswand werden durch einen Schutzring aus Sinterkorund verhindert. Zwischen der Anschlussbuchse für die Beschleunigungsspannung und der Anode der Röhre ist ein Begrenzungswiderstand (10 kOhm) fest eingebaut. Durch ihn ist die Röhre geschützt, sollte es bei einer zu hohen Spannung zu einem Durchzünden kommen. Der Spannungsabfall an diesem Widerstand kann bei der Messung vernachlässigt werden.

Heizofen:

Der Heizofen des von Schneider Laborplan angebotenen Franck-Hertz Versuchs dient zur Einstellung des Dampfdrucks in der Franck-Hertz-Röhre mit Hg-Füllung und zur Durchführung des Experiments mit der Natrium-Fluoreszens-Röhre. Er besteht aus einem pulverlackierten Stahlblechgehäuse mit zwei Sichtfenstern. Die Frontplatte wird mittels sechs Rändelschrauben am Gehäuse befestigt. Die Beheizung des Ofens geschieht über einen Rohrheizkörper im Boden des Ofens. Temperaturmessung und -regelung erfolgt über einen integrierten Mikrokontroller und einen PT100-Messfühler. Die digitale Temperaturanzeige ermöglicht das Ablesen von Soll- und Ist-Temperatur. Mittels der Stelltaste „SET“ kann die Anzeige der Temperatur zwischen ° Celsius und ° Fahrenheit gewählt werden. 

Gehäuse:

Röhre und Heizung des von Schneider Laborplan angebotenen Franck-Hertz Versuchs sind in einem lackierten Metallgehäuse mit zwei Sichtfenstern untergebracht. Das Gehäuse des von Schneider Laborplan angebotenen Franck-Hertz Versuchsist mit einer Öffnung mit Klemmfederhalterung für Thermometer und einem thermisch isoliertem Tragegriff versehen. 

Technische Daten der Franck-Hertz-Röhre:

• Heizung: 4 bis 12 V AC/DC

• Gitterspannung:  0 bis 70 V

• Betriebstemperatur: ca. 1,5 V

• Abmessungen: ca. 130 mm x 26 mm Ø

• Masse: ca. 380 g

Technische Daten des Heizofen / Gehäuse:

• Netzanschlussspannung: 230 V (50/60 Hz)

• Öffnung der Frontseite: ca. 230 mm x 160 mm

• Heizleistung: 800 W

• Maximale Temperatur: 300°C

• Temperaturkonstanz: ca. ±1°C

• Abmessungen: ca. 335 mm x 180 mm x 165 mm

• Masse: ca. 5,6 KG

Schneider Laborplan bietet Ihnen als Physiklehrerin oder Physiklehrer bzw. als Hochschuldozent zum Thema "Nachweis diskreter Energiezustände in Atomen" drei für die Schul- und Hochschulausbildung zusammengestellte Komplettexperimente mit detaillierter Experimentierbeschreibung an:

• Franck-Hertz-Experiment an Quecksilber (230 V, 50/60 Hz)

• Franck-Hertz-Experiment an Neon (230 V, 50/60 Hz)

• Kritische Potentiale (230 V, 50/60 Hz) – Bestimmung der Anregungs- und Ionisationsenergien in der Elektronenhülle eines Atoms

Schneider Laborplan verfügt über mehr als 40 Jahre Erfahrung im Bereich der Ausstattung und Ergänzung von Physiksammlungen mit Experimentiersätzen für Schüler und Demonstrationsversuche im Bereich der Kern- und Atomphysik

Gerne beraten wir Physiklehrerinnen und Physiklehrer bezüglich der Einrichtung ihrer Physiksammlung mit Demonstrationsgeräten und Schülerversuchen zu Themen aus der Kern- und Atomphysik. Wir unterstützen Sie nicht nur mit der Planung und Einrichtung, sondern auch bei der Aufbewahrung und Organisation ihrer Physiksammlung. Für den Fachbereich Physik erhalten Sie bei Schneider Laborplan eine große Auswahl an analogen und digitalen Unterrichtsmaterialen und Geräten für die Elektrik / Elektronik im Physikunterricht.

3B Scientific und Schneiderlaborplan verbindet eine langjährige partnerschaftliche Zusammenarbeit bei der Einrichtung und Ausstattung von Schulen und universitäten. 3B Scientific ist spezialisiert auf die Herstellung und Vermarktung didaktischer Materialien für den Physikunterricht und die naturwissenschaftliche bzw. medizinische Ausbildung.

Wir haben Erfahrung mit sämtlichen Schultypen in den Bundesländern und unterbreiten Ihnen sehr gerne ein kostenloses und unverbindliches Angebot bezüglich der Ausstattung ihrer Sammlung an ihrer Schule. Für die Einrichtung oder Ergänzung ihrer Physiksammlung im Bereich Elektrik / Elektronik stellen wir Physiklehrerinnen und Physiklehrern auch gerne Ausstattungslisten für die Lehrerdemonstration und das Schülerpraktikum zur Verfügung.