LABOLATORIUM FIZYKI 1			ĆWICZENIE NR. 36
Wydział: SiMR	Grupa: 2.1.	Zespół: 5	Data: 28.10.98
Nazwisko i imię: Saniuk Artur			ocena	Przygotowanie:
Temat ćwiczenia: Badanie zjawiska fotoelektrycznego zewnętrznego.					Zaliczenie:

Ćwiczenie polega na badaniu zjawiska fotoelektrycznego w którym padająca wiązka światła o odpowiedniej częstotliwości wybija elektrony z powierzchni metalu.

Zjawisko takie można zaobserwować budując układ postaci:

W fotokomórce wiązka światła powoduje emisję elektronów , co można zaobserwować na nanoamperomierzu.

W fotokomórce znajdują się fotokatoda i anoda , z czego fotokatoda emituje elektrony.

Po przyłożeniu do anody potencjału dodatniego i oświetleniu fotokatody , obserwujemy przepływ prądu. Zwiększając dodatni potencjał anody obserwujemy początkowo liniowy wzrost prądu do momentu gdy napięcie osiąga stan nasycenia , wtedy natężenie prądu nie ulega zmianie.

Pokazują to wykresy zależności napięcia od prądu dla dwóch różnych natężeń światła.

U	-1,12	-0,5	0	1	2	3	4	5	7	8	10	12
I [A]	0	0,14	0,28	0,58	0,91	1,21	1,45	1,65	2	2,05	2,2	2,25

U	-1,15	-0,5	0	1	2	3	4	5	7	9	11	12
I [A]	0	0,04	0,08	0,18	0,26	0,34	0,4	0,44	0,54	0,6	0,62	0,63

Jak widać na wykresach przyłożony potencjał ujemny powoduje w pewnym momencie zanik prądu. Potencjał ten nazywany jest potencjałem hamowania i oznaczany Vh .

Wybity z metalu elektron część energii zużywa na pracę wyjścia, a reszta zamienia się w energię kinetyczną. Natomiast maksymalna energia kinetyczna Emax jest równa pracy pola elektrycznego potrzebnej do całkowitego zahamowania elektronu w fotokomórce., a więc:

Emax = eVh e - ładunek elektryczny

Einstein zaproponował fotonową teorię zjawiska fotoelktrycznego, w której światło emitowane jest w postaci cząstek zwanych fotonami , z czego każdy posiada energię hν, gdzie h- stała Plancka , ν- częstotliwość.

Można napisać zasadę zachowania energii.

hν = W + Emax W- praca wyjścia.

Po podstawieniu do ostatniej równości Emax = eVh otrzymujemy po odpowiednich przekształceniach zależność potencjału hamowania od częstotliwości.

Vh = h/e ⋅ ν - W/e

Po wyznaczeniu kilkunastu charakterystycznych punktów otrzymujemy wykres:

λ	ν	Vh
410	7,3	1,3
420	7,14	1,23
430	6,93	1,19
440	6,81	1,14
450	6,67	1,11
460	6,52	1,02
470	6,38	1
480	6,25	0,94
490	6,12	0,89
500	6	0,84
520	5,76	0,74
540	5,55	0,65
560	5,35	0,57
580	5,16	0,48
600	5	0,43

Program komputerowy w którym aproksymowaliśmy prostą wyznaczył współczynnik kierunkowy oraz błąd.

Współczynnik kierunkowy wynosi h/e=0,4145E-14 , znając natomiast ładunek elektryczny e = 1,6261E-19 można łatwo obliczyć stałą Plancka

h = 0,415E-14 ⋅ 1,6261E-19

h = 6,6484E-34 [Js].

Błąd natomiast jest równy:

Δh=Δa⋅e

Δh=0,0169E-14 ⋅ 1,6021E-19

Δh= 0,2717E-34 [Js]

więc ostatecznie:

h = (6,6484 ± 0,2717)E-34 [Js]

Natomiast wartość tablicowa stałej Plancka wynosi:

h=6,6260755E-34 [Js]

Wniosek:

Pomiary zostały wykonane z odpowiednią dokładnością na co wskazuje stała Plancka wyznaczona z odpowiednim przybliżeniem .

4

---