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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