Franck-Hertz-Versuch an Quecksilber - Aufzeichnung und Auswertung mit CASSY

Der Versuch wird in zwei Varianten, Versuche P6.2.4.1 und P6.2.4.2, angeboten, die sich nur in der Aufzeichnung und Auswertung der Messdaten unterscheiden. Die Quecksilber-Atome befinden sich in einer Tetrode mit Kathode, gitterförmiger Steuerelektrode, Beschleunigungsgitter und Auffängerelektrode. Mit dem Steuergitter wird annähernd konstanter Emissionsstrom der Kathode eingestellt. Zwischen dem Beschleunigungsgitter und der Auffängerelektrode liegt eine Gegenspannung. Bei Erhöhen der Beschleunigungsspannung U zwischen Kathode und Beschleunigungsgitter folgt der Auffängerstrom I nach Überschreiten der Gegenspannung möglichst der Röhrenkennline. Sobald die kinetische Energie der Elektronen ausreicht, um Quecksilber-Atome durch inelastischen Stoß anzuregen, können die Elektronen den Auffänger nicht mehr erreichen und der Auffängerstrom sinkt. Die Anregungszone liegt bei dieser Beschleunigungsspannung unmittelbar vor dem Beschleunigungsgitter. Bei weiterer Erhöhung der Beschleunigungsspannung wandert die Anregungszone auf die Kathode zu, die Elektronen können auf ihrem Weg zum Gitter wieder Energie aufnehmen und der Auffängerstrom steigt wieder an. Schließlich können die Elektronen zum zweiten Mal Quecksilber-Atome anregen, der Auffängerstrom sinkt wieder, und so fort. Die I(U)-Kennlinie zeigt also periodische Schwankungen, wobei der Abstand der Minima ΔU = 4,9 V der Anregungsenergie der Quecksilber-Atome vom Grundzustand ¹S₀ in den ersten ³P₁- Zustand entspricht.