Ohne die Gegenspannung wäre es nicht möglich, die typische Messkurve, also das wiederholte Abfallen der Messwerte, zu erzeugen. Durch eine geschickte Wahl der Gegenspannung kann der Verlauf der Kurve so optimiert werden, dass die "Berge" der Kurve besonders gut ausprägt sind und die Daten entsprechend gut ausgewertet werden können.
Aufbau und Durchführung
- Klicke das Bedienfeld des Steuergeräts an und vergrößere es dadurch.
- Stelle den linken Wahlschalter auf dem Bedienfeld auf \(U_3\).
- Wähle mit dem kleinen Drehregler links davon die gewünschte Gegenspannung zwischen \(5{,}0\,\rm{V}\) und \(9{,}0\,\rm{V}\).
- Starte (nach einem evtl. notwendigen "RESET") die automatische Messung durch Einstellen des Drehknopfs auf "AUTO".
- Beobachte die sich ergebende Messkurve.
- Du kannst nun die Gegenspannung ändern und weitere Messkurven aufnehmen.
- Im vergrößerten Monitorbild kannst du die Messwertkurven durch "CLR" löschen und zum Messen von Abständen über \(\Delta U_2\) vertikale Hilfslinien einblenden, von denen beide verschoben werden können.
Abb. 2 Franck-Hertz-Versuch (Ne) – Einfluss der Gegenspannung (© 2020, Freie Universität Berlin | AG Didaktik der Physik in Zusammenarbeit mit QUA-LiS NRW)
Beobachtung
Aufgabe
Nimm die Messkurven für unterschiedliche Gegenspannungen auf.
Beschreibe die Gemeinsamkeiten und die Unterschiede zwischen den Kurven mit unterschiedlicher Gegenspannung.
Miss mit Hilfe des Auswertungstools (rote Hilfslinien, ΔU2 anklicken) den jeweiligen Versatz der Einsatzpunkte der Kurven (erstmaliges Ansteigen).
Prüfe diesen in Bezug auf den Unterschied der Größen der jeweils eingestellten Gegenspannungen.
Erklärung
Aufgabe
Begründe, warum die Lage der (relativen) Maxima der aufgenommenen Kurven bei Veränderung der Gegenspannung gleich bleibt.
Begründe, warum sich die Minima immer weiter nach rechts verschieben.
Beschreibe und begründe, wie die Kurve aussehen würde, wenn die Gegenspannung U3 = 20 V betragen würde.
Hinweis: Aufgabenstellungen und Lösungen nach: Franck-Hertz-Versuch mit Ne - Einfluss der Gegenspannung (© 2020 Freie Universität Berlin | AG Didaktik der Physik in Zusammenarbeit mit QUA-LiS NRW)