Experiência: Experiência de Franck-Hertz com néon
(230 V, 50/60 Hz)

Dúvidas

Descrição
Componentes

Temas centrais:_..

• Registro e análise da curva de Franck-Hertz no néon e observação da emissão luminosa.
•  Comparação do estado da máxima de corrente com as energias de excitação dos átomos de néon.
•  Observação da luz emitida pelos átomos de néon excitados.
•  Determinação do número de camadas luminosas para diferentes tensões de aceleração.

Descrição da experiência:_..

Na experiência de Franck-Hertz com néon, observa-se a perda de energia dos átomos através de choque inelástico ao atravessar o gás néon. A transferência de energia ocorre gradualmente, já que por causa do choque a transferência característica de energia nos átomos de néon é provocada. Os átomos excitados emitem luz na faixa visível.

Observação e Interpretação:_..

Num tubo de vidro evacuado e preenchido com gás néon com uma pressão de 10 hPa, encontram-se um após o outro, um catodo aquecido C, uma grade de controle G e um eletrodo receptor A. Elétrons escapam do catodo e são acelerados através de uma tensão U em direção à grade. Eles atravessam a grade e chegam ao receptor contribuindo para a corrente I de receptor caso a sua energia cinética seja suficiente para superar a tensão contrária U_GA entre a grade e o receptor.
A linha de reconhecimento I(U) apresenta um padrão semelhante ao da experiência de Franck-Hertz no mercúrio, porém, em intervalos de tensão de aproximadamente 19 V, ou seja, a corrente de receptor cai a quase zero a partir de um valor U = U₁, já que os elétrons adquirem a energia necessária para transferir energia a um átomo de néon através do choque inelástico. Ao mesmo tempo, observa-se uma luminosidade cor de laranja nas proximidades da grade, já que uma das passagens dos átomos de néon emitem luz laranja. A zona luminosa se desloca com o aumento da tensão U para o catodo, paralelamente, a corrente de receptor I volta a aumentar.
Com uma tensão U = U₂ ainda mais alta, a corrente de receptor cai drasticamente e observam-se duas zonas luminosas: uma no meio entre o catodo e a grade e outra diretamente na grade. Os átomos podem aqui adquirir tanta energia após o primeiro choque que eles podem excitar um segundo átomo de néon.
Com o aumento das tensões podem ser observadas outras quedas da energia de receptor e outras camadas luminosas.