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 :-)
