Experimento: Experimento con neón según Franck y Hertz
(230 V, 50/60 Hz)

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Temas centrales:_..

• Registro y evaluación de la curva del neón y observación de la emisión de luz según el experimento de Franck y Hertz.
•  Comparación entre la posición de los valores máximos decorriente con las energías de excitación de los átomos de neón.
•  Observación de la luzemitida por los átomos de neón excitados.
•  Determinación de las capas luminosas de las diferentes tensiones de aceleración.

Descripción del experimento:_..

En el experimento de Franck y Hertz, con el neón, se observa el suministro de energía de los electrones producido por choques inelásticos durante su paso a través del gas neón. El suministro de energía se realiza por etapas, puesto que, debido a los choques, en los átomos de neón se originan diferentes niveles característicos de transmisión de energía. Los átomos excitados emiten luz visible.

Observación e Interpretación:_..

En un tubo evacuado, llenado con gas neón a una presión de 10 hPa, se han dispuesto, uno detrás de otro, un cátodo caliente C, una rejilla de control S, una rejilla G y un electrodo colector A . Del cátodo se desprenden electrones y éstos se aceleran hacia la rejilla dada la presencia de la tensión U. A través de la rejilla, llegan al colector contribuyendo a aumentar la corriente I del colector si su energía cinética es suficiente para superar la contrapresión U_GA presente entre la rejilla y el colector.
La curva característica I(U) muestra un patrón semejante al que se observa en el experimento con mercurio de Franck y Hertz, no obstante, con intervalos de tensión de 19 V aproximadamente.
Esto significa que la corriente del colector, frente a un valor determinado de U = U₁ desciende casi hasta cero, puesto que los electrones, poco antes de llegar a la rejilla, ganan una energía cinética suficiente como para excitar un átomo de neón después del choque inelástico. Simultáneamente, en la cercanía de la rejilla, se observa una luminosidad rojo naranja, puesto que el paso de los átomos de neón emite este tipo de luz. La zona luminosa se desplaza hacia el cátodo si la tensión U aumenta y al mismo tiempo, vuelva a aumentar la corriente I del colector.
Si la tensión U = U₂ es aún mayor, la corriente del colector, de igual manera, desciende drásticamente y se observan dos zonas luminosas: una en la mitad del cátodo y la rejilla y la otra directamente sobre la rejilla. Aquí, los electrones, después del primer choque, pueden absorber tanta energía una segunda vez, que pueden excitar a un segundo átomo de neón. Si las tensiones continúan ascendiendo, finalmente, se pueden observar otras absorciones de la corriente del colector y más capas luminosas.