INFORME 9: EXPERIMENTO DE FRANCK-HERTZ

INFORME 9: EXPERIMENTO DE FRANCK-HERTZ

OBJETIVOS

● Estudiar la cuantización de la energía en choques inelásticos.

● Determinar las características más importantes del experimento de Franck – Hertz.

● Determinar la longitud de onda de la primera línea de excitación de los átomos de mercurio.

PROCEDIMIENTO

La corriente del filamento, el voltaje de aceleración Va, el voltaje de frenado Dv y el amplificador de la corriente del ´ánodo, vienen dispuestos en la misma unidad de control. Ver figura (9.3) Los valores de potencial aplicado y la respectiva corriente en el ´ánodo pueden leerse en el osciloscopio. 9.6.1 Calentamiento del Horno

1. Conecte el horno a 110 V corriente alterna.

2. Encienda el horno con el interruptor que está en el cable de conexi´on. Ajuste la perilla del termostato (alrededor de 150oC). Observe que el bulbo del termómetro esté cerca al centro del tubo. Espere de 10 a 15 minutos a que la temperatura se eleve aproximadamente a 170oC. Nunca m´as all´a de 200oC.

3. Encienda la unidad de control . (Ver figura 9.3)

4. Una vez se alcance los 170oC ajuste la perilla HEATER a 5,5 V y espere 90 segundos para que se caliente.

5. Aplique el voltaje de frenado Dv = 1, 5 V, mediante la perilla REVERSE BIAS, entre la rejilla y el ´ánodo.

6. Encienda el osciloscopio.

7. En la unidad de control pase el interruptor que est´a debajo de la perilla del voltaje acelerador Va, a la posici´on RAMP.

8. Ajuste la perilla de amplitud a la mitad.

9. Los canales X e Y del osciloscopio debe estar en una escala aproximadamente de 0,5 V/cm . Gire las perillas de calibración completamente a la derecha.

10. Eleve lentamente el voltaje acelerador Va a partir de 0 V. y observe en la pantalla del osciloscopio la curva que se forma. Cuente los m´ınimos. El potencial acelerador no debe sobrepasar los 30V. Obtenga al menos 5 m´ınimos dentro de este rango de voltaje.

11. Mida la diferencia de potencial entre m´ınimos de la curva.

NOTA: La entrada al canal Y del osciloscopio es proporcional a la corriente. La entrada al canal X es igual al voltaje aplicado dividido por 10, o sea V/10. ( Vea el panel de la unidad de control).

RESULTADOS Y ANÀLSIS

Temperatura del horno: 170ºC

Mínimos Diferencia de potencial (V)

1-2 5

2-3 5

3-4 5

4-5 4

Promedio 5

1. ¿Qué características presenta la curva observada en el osciloscopio?

La gráfica es de orden ascendente para ambos parámetros (Ic y V), con fluctuaciones en el eje de la corriente desde el comienzo hasta el final en donde se presentan máximos y mínimos con una diferencia de potencial de aproximadamente 5 V. La corriente Ic presenta varios picos espaciados aproximadamente 4.9 eV.

● El primer valle, pertenece a los electrones que han disipado toda su energía cinética después de una colisión inelástica con un átomo de mercurio.

● El segundo valle, pertenece a electrones que han experimentado dos colisiones inelásticas consecutivas con átomos de mercurio, y así sucesivamente

2. ¿Se produce un cambio en el valor de un mínimo cuando varía el potencial acelerador?

R: Cuando el potencial acelerador comienza desde cero y se va aumentando, la corriente aumenta hasta llegar a un máximo, en donde cede la energía cinética al átomo de mercurio; este máximo se da cuando el potencial

...