Allgemeine Hinweise - 3B SCIENTIFIC PHYSICS U19171 Manuel D'utilisation

katode emittierten Elektronen wird durch eine
Lochblende ein schmales Strahlenbündel ausge-
schnitten und durch ein elektronen-optisches Sys-
tem fokussiert. Dieses scharf begrenzte, mono-
chromatische Strahlenbündel geht durch ein an
der „Mündung" der Elektronenkanone befindliches
feines Nickeldrahtgeflecht, das mit einer polykri-
stallinen Graphitfolie belegt ist und als Beugungs-
gitter wirkt. Auf dem Fluoreszenzschirm ist das
Beugungsbild als zwei konzentrische Ringe um den
ungebeugten Elektronenstrahl sichtbar.
Ein Magnet ist Bestandteil des Lieferumfangs. Er
ermöglicht eine Richtungsänderung des Elektro-
nenstrahls, die notwendig wird, wenn er auf eine
fertigungsbedingte oder durch Verglühen entstan-
dene Fehlstelle des Graphitgitters trifft.
3. Technische Daten
Heizung:
Anodenspannung:
Anodenstrom:
Gitterkonstanten von Graphit:
Abstand Graphitgitter/
Fluoreszenzschirm:
Fluoreszenzschirm:
Glaskolben:
Gesamtlänge:
4. Bedienung
Zur Durchführung der Versuche mit der Elektro-
nenbeugungsröhre sind folgende Geräte zusätzlich
erforderlich:
1 Röhrenhalter D
1 Hochspannungsnetzgerät 5 kV
oder
1 Hochspannungsnetzgerät 5 kV
1 Analog Multimeter AM51
4.1 Einsetzen der Röhre in den Röhrenhalter
•
Röhre nur bei ausgeschalteten Versorgungsge-
räten ein- und ausbauen.
•
Fixierschieber des Röhrenhalters ganz zurück
schieben.
•
Röhre in die Klemmen einsetzen.
•
Mittels der Fixierschieber Röhre in den Klem-
men sichern.
4.2 Entnahme der Röhre aus dem Röhrenhalter
•
Zum Entnehmen der Röhre Fixierschieber
wieder zurück schieben und Röhre entnehmen.
≤ 7,5 V AC/DC
0 – 5000 V DC
typ. 0,15 mA bei 4000 V
DC
d = 0,213 nm
10
d = 0,123 nm
11
ca. 135 mm
ca. 100 mm Ø
ca. 130 mm Ø
ca. 260 mm
U19100
U33010-115
U33010-230
U17451

4.3 Allgemeine Hinweise

Die Graphitfolie auf dem Beugungsgitter ist nur
wenige molekulare Schichten dick und kann des-
halb durch einen Strom über 0,2 mA zerstört wer-
den.
Der interne Widerstand dient zur Strombegrenzung
und damit zur Vermeidung von Schäden an der
Grafitfolie.
Während des Versuchs ist der Anodenstrom sowie
die Graphitfolie zu kontrollieren. Bei aufglühen-
dem Graphitgitter oder Emissionsstrom größer 0,2
mA ist die Verbindung zur Anodenspannung sofort
zu unterbrechen.
Bei unbefriedigenden Beugungsringen kann die
Richtung des Elektronenstrahls mit Hilfe des Mag-
neten so geändert werden, dass er auf eine andere
Stelle der Grafitfolie trifft.
Die Fokussierung des Elektronenstrahls lässt sich
durch Anlegen einer Fokussierspannung von 0 – 50
V DC (Schaltung siehe Fig. 2) zur besseren Beobach-
tung der Beugungsringe bei niedrigeren Anoden-
spannungen schärfer stellen.
5. Versuchsbeispiel
•
Versuchsaufbau gemäß Fig. 2 herstellen. Nega-
tiven Pol der Anodenspannung über die 2-mm-
Buchse schalten.
•
Heizspannung anlegen und ca. 1 Minute war-
ten bis die Heizleistung stabil ist.
•
Anodenspannung von 4 kV anlegen.
•
Durchmesser D der Beugungsringe auf dem
Leuchtschirm bestimmen.
Auf dem Fluoreszenzschirm sind zwei Beugungsrin-
ge um den ungebeugten Elektronenstrahl sichtbar.
Jeder der beiden
Bragg'schen Reflexion an den Atomen einer Netz-
ebene des Graphits.
Veränderungen der Anodenspannung bewirken
eine Veränderung der Durchmesser der Beugungs-
ringe, wobei eine Verringerung der Spannung eine
Vergrößerung des Durchmessers bewirkt. Diese
Beobachtung steht im Einklang mit de Broglies
Postulat, dass sich die Wellenlänge verlängert mit
einer Abnahme des Impulses.
Bragg-Gleichung:
a)
λ = Wellenlänge der Elektronen
ϑ = Glanzwinkel des Beugungsringes
d = Netzebenenabstand im Graphitgitter
L = Abstand zwischen Probe und Leuchtschirm
D = Durchmesser der Beugungsringe
R = Radius der Beugungsringe
D
ϑ =
tan 2
⋅
2 L
2
Ringe entspricht einer
λ = ⋅ ⋅ ϑ
2 d sin
R
λ = d ⋅
L