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2 Description
Le tube de Franck et Hertz au mercure permet de
démontrer la libération d'énergie quantifiée d'élec-
trons libres lors de l'impact avec des atomes de
mercure ainsi que de déterminer l'énergie d'excita-
tion de la ligne de résonance du mercure (6
3
6
P
) avec 4,9 V.
1
Tube de Franck et Hertz sur plaque frontale
Le tube de Franck et Hertz est un tube d'électrons
au mercure sous vide poussé, avec système
d'électrons plan-parallèle, comprend une cathode
d'oxyde à chauffage indirect, avec écran troué,
une anode en forme de grille et une électrode de
captage. Pour obtenir une forte probabilité d'im-
pact, choisissez un grand écart entre la cathode et
l'anode (8 mm) par rapport à la longueur de par-
cours libre moyenne dans l'atmosphère de mer-
cure (à env. 180 °C). En revanche, l'écart entre
l'anode et l'électrode de captage doit être faible. À
hauteur de l'anode se trouve une mise à la terre
qui empêche les influences parasites. Monté sur
la plaque frontale du four, le tube peut être rem-
placé aisément. Sur la plaque frontale se trouvent
les bornes isolées par du céramique et le symbole
du tube. Le tube de Franck et Hertz est monté de
manière à ce que le tube complet et les fils de con-
nexion atteignent une température constante. Ce
dispositif est nécessaire, car la densité de vapeur
du mercure s'oriente toujours à l'endroit le plus
froid du tube. Les courants de fuite provenant de
la paroi en verre chaude conduisant les ions sont
empêchés par une bague de protection. Une ré-
sistance (10 kOhm) est fixée entre la borne de ten-
sion d'accélération et l'anode du tube. Elle protège
le tube en cas de tension trop élevée. La chute de
tension sur cette résistance peut être négligée lors
de la mesure.
Four de chauffage
Le four de chauffage permet de régler la pression
de vapeur dans le tube de Franck et Hertz au mer-
cure et de réaliser l'expérience avec les tubes fluores-
cents au sodium (1000913).
Il est constitué d'un boîtier thermolaqué en tôle
d'acier avec deux verres-regards. La plaque fron-
tale est fixée au boîtier à l'aide de six vis moletées.
Le four chauffe grâce à un corps de chauffe tubu-
laire placée dans la plaque inférieure du four. La
mesure et le réglage de la température sont effec-
tués via un microcontrôleur et un capteur PT100.
L'affichage numérique de la température permet
de lire la température prescrite et réelle. La touche
de réglage "SET" permet de choisir entre un affi-
chage de la température en ° Celsius ou en ° Fa-
hrenheit. Les touches de réglage "+/-" permettent
de régler la température prescrite par étapes
d'1 K. Sur la partie supérieure se trouve une ou-
verture avec une fixation à ressort pour accueillir
un thermomètre et une poignée à isolation ther-
mique.
L'appareil 1023094 est prévue pour une tension
secteur de 115 V (±10 %) et 1023095 pour une
–
1
S
0
tension secteur de 230 V (±10 %).
2.1 Matériel fourni
1 tube de Franck et Hertz au mercure sur plaque
frontale
1 four de chauffage sans plaque frontale
1 instructions d'utilisation
1 Interrupteur secteur
3 Touche de réglage "SET" 4 Écran
5 Touches de réglage "+/-" 6 Isolant thermique
7 Vis moletée
9 Borne cathode
11 Borne anode
13 Four de chauffage
15 Poignée
2
2 Voyant de mise en
marche
8 Plaque frontale avec tube
de
8
Franck et Hertz (non
visible)
10 Borne chauffage à tube
12 Sortie de signal borne
BNC
14 Fixation à ressort pour
thermomètre
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