Esperimento: Esperimento di Franck-Hertz sul neon (230 V, 50/60 Hz)

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Descrizione
Accessori

Focus tematico:_..

• Registrazione e analisi della curva di Franck-Hertz sul neon e osservazione dell’emissione luminosa.
•  Confronto della posizione dei livelli massimi di corrente con le energie di eccitazione degli atomi di neon.
•  Osservazione della luce emessa degli atomi di neon eccitati.
•  Determinazione del numero di strati luminosi per diverse tensioni di accelerazione.

Descrizione dell'esperimento:_..

Nell’esperimento di Franck-Hertz sul neon si osserva l’emissione di energia degli elettroni attraverso un urto anelastico durante l’attraversamento del gas neon. L’emissione di energia avviene solo in certi casi, in quanto gli urti provocano transizioni caratteristiche negli atomi di neon. Gli atomi eccitati emettono luce nel campo visibile.

Osservazione e Interpretazione:_..

In un tubo di vetro evacuato e riempito con gas neon ad una pressione del gas di 10 hPa sono disposti uno dietro l’altro un catodo riscaldato C, un reticolo di controllo S, un reticolo G e un elettrodo del raccoglitore A . Dal catodo escono elettroni che vengono accelerati da una tensione U verso il reticolo. Attraverso il reticolo, gli elettroni raggiungono il raccoglitore e contribuiscono alla corrente del raccoglitore I, se la loro energia cinetica è sufficiente per il superamento della forza controelettromotrice U_GA tra reticolo e raccoglitore.
La curva I(U) presenta un modello similare all’esperimento di Franck-Hertz sul mercurio, tuttavia in intervalli di tensione di circa 19 V. Ciò significa che ad un determinato valore U = U₁ la corrente del raccoglitore diminuisce quasi fino a zero, in quanto gli elettroni poco prima del reticolo raggiungono energia cinetica sufficiente per emettere l’energia necessaria per l’eccitazione di un atomo di neon attraverso l’urto anelastico. Contemporaneamente, in prossi-mità del reticolo si osserva una luce di un rosso aranciato, in quanto una delle transizioni degli atomi di neon in emissione emette luce di questo colore. La zona luminosa si sposta verso il catodo con l’incremento della tensione U e contemporaneamente la corrente del raccoglitore I aumenta di nuovo.
In caso di tensione ancora maggiore U = U₂ la corrente del raccoglitore diminuisce anch’essa drasticamente e si osservano due zone luminose: una al centro tra catodo e reticolo e una direttamente sul reticolo. Qui, dopo il primo urto, gli elettroni possono riassorbire energia una seconda volta in modo da poter eccitare un secondo atomo di neon.
Con l’ulteriore aumento delle tensioni si osservano infine ulteriori diminuzioni della corrente del raccoglitore e ulteriori strati luminosi.