Lenard Röhre
|
Grundlagen:
Anfang des letzten Jahrhunderts endeckte der Physiker Phillip Lenard,
nach Vorarbeiten von Heinrich Hertz, das schnelle Elektronen, damals
als Kathodenstrahlen bekannt, feste Körper durchdringen können.
So gelang es ihm eine Kathodenstrahlröhre zu bauen, bei der die
schnellen Elektronen durch ein Fenster aus dünner Alufolie in
die umgebende Luft austreten können. Diese Anordnung erlaubte
die Untersuchung der Strahlen, unabhänging von ihrem Entstehungsmedium.
Im Gegensatz zu der kalten Kathode der originalen Lenardröhre
ist es einfacher die Elektronen mit einer Glühkathode zu erzeugen.
|
|
|
Kalte Kathoden benötigen einen Restgasdruck in der
Röhre. Die an der Röhre mögliche Spannung und damit die
Energie der Elektronen sind extrem von der Höhe des Restdrucks ab,
eine feinfühlige Druckregelung ist notwendig. Die im Hochvakuum arbeitende
Glühkathode hat diese Beschränkungen nicht.
|
Warnung!!!
Je nach verwendeter Spannung entsteht bei diesem Versuch nicht unerhebliche
Röntgenstrahlung. Der Anodenflansch muss ausreichend mit Blei abgeschirmt
werden und die Beobachtung darf nur durch ein Bleiglasscheibe erfolgen
|
|
|
|
Die Kathode besteht aus einem 6 Volt,
1 Watt Glühbirnchen dessen Glaskolben vorsichtig entfernt
wurde. Das Birnchen wird auf einer Vakuuumdurchführung
montiert und ist von einem kurzen Aluröhrchen umgeben.
Dieses Röhrchen wirkt als Wehneltzylinder und bewirkt eine
gewisse Bündelung des Elektronenstrahl. |
Das Fenster besteht aus dünner
Alufolie die über ein Loch in einem Blindflansch geklebt
ist. Idealerweise sollte die Folie eine Dicke von etwa 5 µm
aufweisen. Bei einem Lochdurchmesser von 1,5 mm hält die
Folie den Druckunterschied zwischen Atmosphäre und Vakuum
aus. Aber auch die 11 µm dicke Haushaltsalufolie kann
verwendet werden und ist schon bei 20 kV Beschleunigngsspannung
merklich transparent. Fensterflansch und Kathode sind in ein
isolierendes Flanschteil eingesetzt sodass der Abstand von Kathode
zum Fenster etwa 5 cm beträgt. |
|
|
|
|
Schon bei einer
Beschleunigungsspannung von 20 kV wird durch die austretenden Elektronen
ein blaues Leuchten der Luft vor dem Fenster sichtbar. |
Mit einer Energie
von 60 keV haben die Elektronen in der Luft eine Reichweite von 2
bis 3 Zentimetern.Da der Emissionsstrom nur etwa 80 µA beträgt
ist die Erscheinung nicht sehr lichtstark. |
Für die
Aufnahmen wurde bei einer Filmempfindlichkeit von 1600 ASA mit einer
Blende von 3,5 30 Sekunden belichtet. |
|
|
|
Viele Stoffe zeigen im "Elektronennebel" eine
starke Fluoreszenz, wie der Flussspatkristall links und der Rubinstab
im rechten Bild |
|
|
|