CAFE-Franck y Hertz - Historial de revisiones

Berissom en 14:00 6 oct 2023

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Jguimpel en 19:59 4 feb 2020

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−	===Experimento de Franck y Hertz===	+	{{DISPLAYTITLE:<span style="position: absolute; clip: rect(1px 1px 1px 1px); clip: rect(1px, 1px, 1px, 1px);">{{FULLPAGENAME}}</span>}}
		+	=Experimento de Franck y Hertz=

	El clásico experimento de Franck y Hertz de 1914 confirmó el modelo atómico que Bohr propuso un año antes para interpretar el espectro de radiación del átomo de hidrógeno. Por su importancia los autores recibieron el premio Nobel. En el experimento original se bombardearon átomos de Hg con electrones obteniéndose información sobre las transferencias de energía desde el electrón incidente al átomo blanco. Dado que los niveles atómicos están cuantizados, la energía necesaria para transferir un electrón del átomo desde el estado fundamental a un estado excitado también toma valores discretos, los cuales pueden obtenerse a partir del experimento.		El clásico experimento de Franck y Hertz de 1914 confirmó el modelo atómico que Bohr propuso un año antes para interpretar el espectro de radiación del átomo de hidrógeno. Por su importancia los autores recibieron el premio Nobel. En el experimento original se bombardearon átomos de Hg con electrones obteniéndose información sobre las transferencias de energía desde el electrón incidente al átomo blanco. Dado que los niveles atómicos están cuantizados, la energía necesaria para transferir un electrón del átomo desde el estado fundamental a un estado excitado también toma valores discretos, los cuales pueden obtenerse a partir del experimento.

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−	La adquisición se realizó en LabView con el programa [[File:IV con electrometro Keithley 6517B.vi]]	+	La adquisición se realizó en LabView con el programa [[File:IV con electrometro Keithley 6517B.vi\|IV con electrometro Keithley 6517B.vi]]

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	[[File:FyH-Circuito.jpg\|700px]]		[[File:FyH-Circuito.jpg\|700px]]
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		+	La adquisición se realizó en LabView con el programa [[File:IV con electrometro Keithley 6517B.vi]]

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 [[File:FyH-Potenciales.png|500px]]
 El filamento consiste en un alambre de W de 0.25 mm de diámetro. Se monta entre dos postes mordaza, lo cual le da una forma ligeramente asimétrica. Se dobló en forma de V y se acercó la punta de la V a aproximadamente 1 mm del electrodo de extracción.
@@ Línea 35: / Línea 49: @@
 </table>
 La electrónica de medición se confeccionó en base a:
 : Fuente de corriente Hewlett Packard P 6002A: Alimentación de filamento a 5.4 A, 2 V
@@ Línea 44: / Línea 60: @@
 [[File:FyH-Circuito.jpg|700px]]
 La cámara se llenó con gas Ar a presión '''P<sub>Ar</sub>''' y se midieron las curvas de corriente en función de '''V<sub>a</sub>''' para diferentes '''V<sub>f</sub>''' y '''P<sub>Ar</sub>'''. En todos los casos se mantuvo '''V<sub>e</sub>''' = 2 V. La presión se midió con un manómetro Convectrón Granville-Philips 275, por lo que los valores medidos indican equivalente a N<sub>2</sub>. Según el manual de este manómetro, los valores reales de '''P<sub>Ar</sub>''' son 60% mayores que los equivalente a N<sub>2</sub>. De todas maneras, en el setup el manómetro está ubicado cerca de la boca de  la bomba de vacío, lejos de la cámara, lo que puede falsear la lectura. Por ello no se corrigen los valores medidos.

@@ Línea 42: / Línea 42: @@
 La siguiente figura muestra el circuito de medición asociado a los electrodos. Las resistencias en paralelo con el filamento fijan el punto medio del mismo a  '''V<sub>e</sub>'''.
-[[File:FyH-Circuito.jpg|500px]]
+[[File:FyH-Circuito.jpg|700px]]
 La cámara se llenó con gas Ar a presión '''P<sub>Ar</sub>''' y se midieron las curvas de corriente en función de '''V<sub>a</sub>''' para diferentes '''V<sub>f</sub>''' y '''P<sub>Ar</sub>'''. En todos los casos se mantuvo '''V<sub>e</sub>''' = 2 V. La presión se midió con un manómetro Convectrón Granville-Philips 275, por lo que los valores medidos indican equivalente a N<sub>2</sub>. Según el manual de este manómetro, los valores reales de '''P<sub>Ar</sub>''' son 60% mayores que los equivalente a N<sub>2</sub>. De todas maneras, en el setup el manómetro está ubicado cerca de la boca de  la bomba de vacío, lejos de la cámara, lo que puede falsear la lectura. Por ello no se corrigen los valores medidos.

@@ Línea 9: / Línea 9: @@
 : Electrodo colector: Colecta los '''e''' que llegan al mismo para medir la corriente. Se polariza a un voltaje de frenado '''V<sub>f</sub>''' con respecto al electrodo de aceleración para medir sólo los '''e''' con energías superiores a ese valor.
-El siguiente gráfico muestra el esquema de potenciales durante el trayecto de los '''e'''
+El siguiente gráfico muestra el esquema de energía potencial durante el trayecto, teniendo en cuenta que los '''e''' tienen carga negativa.
 [[File:FyH-Potenciales.png|500px]]

@@ Línea 5: / Línea 5: @@
 La configuración del mismo consiste en
 : Filamento emisor de electrones ('''e''').
-: Electrodo de extracción: Se suele poner a un voltaje '''V<sub>e</sub>''' positivo pequeño para atraer los '''e''' del filamento. Puede polarizarse negativamente también para monocormatizar un poco el haz de '''e'''.
+: Electrodo de extracción: Se suele poner a un voltaje '''V<sub>e</sub>''' positivo pequeño para atraer los '''e''' del filamento. Puede polarizarse negativamente también para monocromatizar un poco el haz de '''e'''.
 : Electrodo de aceleración: Se polariza a un voltaje '''V<sub>a</sub>''' positivo con respecto al electrodo de extracción con el objeto de acelerar los '''e'''
-: Electrodo colector: Colecta los '''e''' que llegan a el para medir la corriente. Se polariza a un voltaje de frenado '''V<sub>f</sub>''' con respecto al electrodo de aceleración para medir sólo los '''e''' con energías superiores a el mismo.
+: Electrodo colector: Colecta los '''e''' que llegan al mismo para medir la corriente. Se polariza a un voltaje de frenado '''V<sub>f</sub>''' con respecto al electrodo de aceleración para medir sólo los '''e''' con energías superiores a ese valor.
 El siguiente gráfico muestra el esquema de potenciales durante el trayecto de los '''e'''
@@ Línea 44: / Línea 44: @@
 [[File:FyH-Circuito.jpg|500px]]
-La cámara se llenó con gas Ar a presión P<sub>Ar</sub> y se midieron las curvas de corriente en función de '''V<sub>a</sub>''' para diferentes '''V<sub>f</sub>''' y P<sub>Ar</sub>. En todos los casos se mantuvo '''V<sub>e</sub>''' = 2 V. La presión se midió con un manómetro Convectrón Granville-Philips 275, por lo que los valores medidos indican equivalente a N<sub>2</sub>. Según el manual de este manómetro, los valores reales de P<sub>Ar</sub> son 60% mayores que los equivalente a N<sub>2</sub>. De todas maneras, en el setup el manómetro está ubicado cerca de la boca de  la bomba de vacío, lejos de la cámara, lo que puede falsear la lectura. Por ello no se corrijen los valores medidos.
+La cámara se llenó con gas Ar a presión '''P<sub>Ar</sub>''' y se midieron las curvas de corriente en función de '''V<sub>a</sub>''' para diferentes '''V<sub>f</sub>''' y '''P<sub>Ar</sub>'''. En todos los casos se mantuvo '''V<sub>e</sub>''' = 2 V. La presión se midió con un manómetro Convectrón Granville-Philips 275, por lo que los valores medidos indican equivalente a N<sub>2</sub>. Según el manual de este manómetro, los valores reales de '''P<sub>Ar</sub>''' son 60% mayores que los equivalente a N<sub>2</sub>. De todas maneras, en el setup el manómetro está ubicado cerca de la boca de  la bomba de vacío, lejos de la cámara, lo que puede falsear la lectura. Por ello no se corrigen los valores medidos.
-En los siguientes gráficos se puede ver la dependencia de I vs '''V<sub>a</sub>''' para diferentes P<sub>Ar</sub> y para diferentes '''V<sub>f</sub>'''
+En los siguientes gráficos se puede ver la dependencia de I vs '''V<sub>a</sub>''' para diferentes '''P<sub>Ar</sub>''' y para diferentes '''V<sub>f</sub>'''
 <table>
@@ Línea 57: / Línea 57: @@
 Se pueden destacar las siguientes características en los datos:
 : Se observan las oscilaciones debidas a la ionización del Ar, a un potencial de 15.76 eV
-: Estas oscilaciones se observan en un amplio rango de P<sub>Ar</sub>
+: Estas oscilaciones se observan en un amplio rango de '''P<sub>Ar</sub>'''
 : Las oscilaciones son mas importantes, en forma relativa a la I medida, para mayores '''V<sub>f</sub>'''
 : Si bien se espera que la corriente aumente con '''V<sub>a</sub>''', esta parece mostrar  un onset alrededor del potencial de ionización del Ar.
 ;Sugerencias para mejorar el setup
-:Reemplazar el tubo de vidrio por algo mas solido, como una barra de ceramica compatible con alto vacío.
+:Reemplazar el tubo de vidrio por algo más sólido, como una barra de cerámica compatible con alto vacío.
 :Eliminar las soldaduras de estaño, reemplazándolas por soldaduras de punto o terminales de presión sobre el alambre.
 :Ubicar el manómetro y la válvula de aguja directamente en la cámara, si es posible.
 :Utilizar para la medición otro gas que presente transiciones en el visible. Lo tradicional es usar Hg, pero en tubos cerrados. No recomiendo usarlo en este setup.

@@ Línea 26: / Línea 26: @@
 <table>
 <tr>
-<td rowspan=2>[[File:FyH-Equipo1.jpg|350px]]
+<td rowspan=2>[[File:FyH-Equipo1.jpg|320px]]
 <td>[[File:FyH-Equipo2.jpg|500px]]
 </tr>
@@ Línea 64: / Línea 64: @@
 :Reemplazar el tubo de vidrio por algo mas solido, como una barra de ceramica compatible con alto vacío.
 :Eliminar las soldaduras de estaño, reemplazándolas por soldaduras de punto o terminales de presión sobre el alambre.

@@ Línea 46: / Línea 46: @@
 En los siguientes gráficos se puede ver la dependencia de I vs V<sub>a</sub> para diferentes P<sub>Ar</sub> y para diferentes V<sub>f</sub>
-[[File:FyH-Equipo2.jpg|500px]]
+[[File:FyH-IvsVa-PAr.png|500px]]
-[[File:FyH-Equipo3.jpg|500px]]
+[[File:FyH-IvsVa-Vf.png|500px]]
 Se pueden destacar las siguientes características en los datos