Fadenstrahlröhre und Helmholtzspulen

Fadenstrahlrohr - Atomphysik

Das Gerät erlaubt die Bestimmung der spezifischen Elektronenladung als dem Verhältnis der Elementarladung zur Ruhemasse eines Elektrons.

Das Gerät besteht im wesentlichen aus einer mit Neon gefüllten kugelförmigen Gasentladungsröhre (Druck etwa 10-²Torr), die ein Elektrodenstrahlsystem, bestehend aus einer direkt geheizten Wehnelt-Kathode mit Bariumoxidfleck und einer ringförmigen Anode, besitzt. Der aus der Katode austretende gut gebündelte Elektronenstrahl regt die Gasmoleküle zum Leuchten an, seine Bahn ist deshalb gut sichtbar. Das von zwei Helmholtzspulen erzeugte homogene Magnetfeld zwingt den Elektronenstrahl auf eine Kreisbahn. Aus Anodenspannung, magnetischer Feldstärke und dem Durchmesser des vom Elektronenstrahl gebildeten Kreises kann die spezifische Elektronenladung bestimmt werden, auch Lorenz'sche Kraft genannt.


Das Gerät wurde in den 60er Jahren gebaut.


Die beiden Helmholtzspulen erzeugen ein homogenes Magnetfeld.


Das Schaltbild befindet sich am Gehäuseboden.


Die Herstellerfirma. 

Das Schild auf der Rückseite des Gerätes zeigt woher es kommt.

Auch in der DDR wurde viel für die Bildung der Schüler und Studierenden gemacht.


Die Kathode ist nur ein Heizwendel mit einem kleinen Punkt aus Bariumoxyd. Vermutlich besteht der Heizwendel aus Wolfram.


Davor befindet sich ein Lochblech aus dem die Elektronen austreten.


Ohne Magnetfeld fliegt der Strahl geradeaus bis zur Glaswand.
Um die Elektronen gut sichtbar zu machen besitzt die Röhre eine Restatmosphäre aus Neongas.


Mit Magnetfeld bildet der Strahl einen Kreis.
Fliegen die Elektronen senkrecht zu den Feldlinien des Magnetfeldes werden sie abgelenkt und bilden einen Kreis.


Die Stärke des Magnetfeldes bestimmt den Durchmesser des Kreises.


Je stärker das Magnetfeld desto kleiner wird der Kreis.


Unten die Kathode und das Lochblech


Oben in der Röhre befindet sich die Anode


Die Kathode und das Lochblech noch einmal in Grossaufnahme. Schön zu sehen wie die Elektronen fliegen :-)