Fadenstrahlröhre mit eingebautem Elektronenstrahlsystem

Die Durchführung von Experimenten ist ein unverzichtbarer Gegenstand des Physikunterrichts, welcher der Erkenntnisgewinnung dient und Ihren Schülern gleichzeitig völlig neue Motivation schenkt. Bei dem Fadenstrahlrohr-Versuch handelt es sich um ein besonders faszinierendes Experiment, bei welchem sich beschleunigte Elektronen auf einer Kreisbahn bewegen und durch den Zusammenstoß mit Wasserstoffatomen zum Leuchten angeregt werden.

Fadenstrahlröhre mit eingebautem Elektronenstrahlsystem

Die Fadenstrahlröhre mit Anschlusssockel in den Maßen 260 x 115 x 35 mm dient der Untersuchung der Ablenkung von Elektronenstrahlen im homogenen Magnetfeld unter Verwendung der Helmholtz-Spulen sowie der quantitativen Bestimmung der spezifischen Ladung des Elektrons e/m. Die Demonstration dieser beiden Phänomene ist ein fester Bestandteil des Physikunterrichts in der Oberstufe, sodass eine Fadenstrahlröhre in Ihrer Laborausstattung auf keinen Fall fehlen sollte.

Sie erhalten einen Glaskolben mit eingebautem Elektronenstrahlsystem, welcher aus einer indirekt geheizten Oxidkathode, einem Wehneltzylinder und einer Lochanode besteht. In der Röhre befindet sich eine Neonrestgas-Atmosphäre, welche längs der Elektronenflugbahn ionisiert wird und einen leuchtenden, scharf begrenzten Strahl entstehen lässt. Die in der Röhre eingebauten Messmarken erlauben eine parallaxenfreie Bestimmung des Kreisbahndurchmessers des abgelenkten Strahls.

Die technischen Daten im Überblick

Die Fadenstrahlröhre ist auf einem Sockel mit farbigen Anschlussbuchsen montiert. Zum Schutz der Röhre ist im Sockel eine Schutzschaltung installiert, welche die Spannung oberhalb der auf dem Röhrensockel angegebenen Abschaltspannung abschaltet. Die Schutzschaltung verhindert, dass eine zu hohe Spannung die Heizung zerstört und sorgt dafür, dass beim Einschalten die Spannung weich hochfährt. Die wichtigsten technischen Daten finden Sie nachfolgend im Überblick:

• Gasfüllung: Neon
• Gasdruck: 1,3x10^-5 hPa
• Heizspannung: 4 – 10 V AC/DC
• Heizstrom: 300 – 450 mA
• Wehneltspannung: 0 – -50 V
• Anodenspannung: 200 – 300 V
• Anodenstrom: < 0,3 mA
• Kreisbahndurchmesser: 20 – 120 mm
• Messmarkenabstand: 20 mm
• Kolbendurchmesser: 160 mm
• Gewicht: ca. 820 g

Mit Ihren Schülern das Fadenstrahlrohr-Experiment entdecken

Beim Fadenstrahlrohr-Versuch wird in einem Glasgefäß mit einer Wasserstoffatmosphäre von niedrigem Druck ein Elektronenstrahl erzeugt, welcher zum Leuchten angeregt wird, sobald er auf Wasserstoffatome trifft. Vor und hinter dem Glasgefäß platzieren Sie ein Helmholtz-Spulenpaar, welches ein in die Zeichenebene gerichtetes Magnetfeld erzeugt, sobald der Spulenstrom eingeschaltet wird. Die Lorentzkraft lenkt die Elektronen schließlich auf eine Kreisbahn, dessen Radius umso kleiner wird, je höher der Spulenstrom ist. Um den Elektronenstrahl bestmöglich beobachten zu können, sollten Sie den Versuch in einem abgedunkelten Raum durchführen.

Im Anschluss an das Experimentieren können Sie gemeinsam mit Ihren Schülern die spezifische Ladung des Elektrons mithilfe der passenden Gleichung problemlos berechnen. Mit einer weiteren einfachen Umformung bestimmen Ihre Schüler wiederum die Masse eines Elektrons.

Bestellen Sie jetzt die Fadenstrahlröhre auf Anschlusssockel und bestimmen Sie die spezifische Ladung eines Elektrons.