5.3. Описание экспериментальной установки
Общий вид установки представлен на рисунке 5.6. Комплектация установки дополнена USB-осциллографом, который подключается параллельно с универсальным измерительным прибором 5. Принципиальная схема установки и схема электрических подключений изображены на рис. 5.7 и рис. 5.9 соответственно. Форма импульсов напряжения, которые генерируются блоком управления с частотой 20 Герц, приведена на рис. 5.8.
Рис. 5. 6. Лабораторная установка для проведения опыта Франка- Герца: 1 - Трубка для определения критического потенциала возбуждения атомов с заполнением гелия или неона; 2 - Держатель электровакуумных приборов; 3- Блок управления для трубок определения критического потенциала атомов (230 В, 50/60 Гц); 4- Источник питания 0-20 В, 0-5 А (230 В, 50/60 Гц); 5- Универсальный цифровой измерительный прибор Р3340 ( параллельно с ним может подключаться USB-осциллограф;) 7- Держатель батарейки, обеспечивающей сдвиг потенциала на кольце коллектора.
Рис. 5. 7. Лабораторная установка для проведения опыта Франка - Герца: принципиальная схема
Рис. 5. 8. Вид импульса напряжения, выдаваемого на трубку блоком управления с частотой 20 Гц: Y1 – сигнал на канале 1 осциллографа; Y2 – канал 2 (обогрев катода не включен)
Рис. 5. 9. Лабораторная установка для проведения опыта Франка - Герца: схема электрических подключений
5.4. Порядок проведения эксперимента
Включите
источник питания, убедившись, что
напряжение накала нити (
)
равно нулю. Медленно увеличивайте 
до интервала 1.5 – 2.6 В. В большинстве
экспериментов на этом устройстве
напряжение накала было установлено на
уровне 2.6 В.
Внимание:
Ни в коем
случае 
не должно превышать 3.0 В, так как это
может привести к повреждению трубки!
Прежде чем проводить непосредственно измерения, необходимо провести следующие подготовительные действия:
- Откройте на компьютере программное обеспечение осциллографа DSO-1052-USB(1.1.0.17);
- Выберите канал 1, нажав на кнопку CH1 на правой стороне окна;
- Для этого канала выставите диапазон сигнала в 50mV, DC и "x1";
- Выберите канал 2, нажав на кнопку меню CH2;
- Аналогично каналу 1, выберите диапазон сигнала в 1.00 V, DC и "x1";
- Нажмите кнопку TRIG MENU и выберите режим AUTO;
- Установите горизонтальную скорость развертки (sec / div) 4.00 ms.
- На блоке управления с помощью преподавателя выставьте Vmin = 0 В, Vmax = 50 В. На экране осциллографа должен получиться график, как показано на рис. 5.10, где зависимость тока коллектора от напряжения соответствует рис. 5.4.
- Аналогичным образом проведите детальное исследование первой группы пиков тока коллектора, выставив Vmin = 0 В, Vmax = 20 В.
- Когда вид получающихся зависимостей тока коллектора и ускоряющего напряжения от времени будут удовлетворительны, следует сохранить их с помощью пункта меню file в окне осциллографа.
Рис. 5.10. Вид экрана осциллографа при проведении эксперимента на гелии