Paulina Szewczyk 221218 pon 15:15

27.04.2015

Ćwiczenie 48

Wyznaczenie stałej Plancka na podstawie charakterystyki diody

elektroluminescencyjnej

I.

Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie stałej Plancka na podstawie pomiaru
charakterystyki prądowo-napięciowej diody elektroluminescencyjnej.

II.

Wstęp teoretyczny

Stała Plancka jest jedną z podstawowych stałych fizycznych, która pojawia
się w matematycznym opisie mechaniki kwantowej, przedstawiającej
zachowanie cząstek i fal w skali pojedynczych atomów. Wartość stałej
Plancka w niniejszym ćwiczeniu wyznaczana jest na podstawie
charakterystyki

prądowo-napięciowej

diody

elektroluminescencyjnej,

będącej urządzeniem półprzewodnikowym, emitującym promieniowanie
elektromagnetyczne o określonej długości fali. Stałą Plancka obliczmy
korzystając ze wzoru:

h =

e
c

λU

b

III.

Wyniki pomiarów i obliczenia

1.

Wyniki pomiarów

Dioda 1

Dioda 2

Lp.

u [V]

I [mA]

λ [nm]

Lp.

u [V]

I [mA]

λ[nm]

1,

2,46

0,01

449

±2

1.

1,61

0,02

631

±2

2.

2,53

0,12

2.

1,66

0,07

3.

2,6

0,4

3.

1,71

0,23

4.

2,67

1,01

4.

1,76

0,62

5.

2,74

2,1

5.

1,81

1,58

6.

2,81

3,77

6.

1,86

3,64

7.

2,88

6,16

7.

1,91

6,71

8.

2,96

9,57

8.

1,98

13,9

2. Wykresy

Wykres.1. Wykres charakterystyki prądowo napięciowej dla Diody 1

Wykres.2. Wykres charakterystyki prądowo napięciowej dla Diody 2

3. Obliczenia



Stała Plancka

h =

e
c

λU

b

e

– elementarny ładunek elektryczny

e = 1,602 ∗ 10

−19

[c]

c

– prędkość światła

c = 2,99792458 ∗ 10

8

[

m

s

]

U

b

=

−b

a



Dla diody 1

U

b

= (2,72 ± 0,01)V

∆h = ±h {

∆c

c

+

∆e

e

+

∆λ

λ

+

∆U

b

U

b

}

∆h =0,0083

h=(6,52615*

10

−34

± 0,0083)J*s



Dla diody 2

U

b

=(1,84±0,01)V

∆h = ±h {

∆c

c

+

∆e

e

+

∆λ

λ

+

∆U

b

U

b

}

∆h = 0,0037

h=(6,20424*

10

−34

± 0,0037)J*s

IV.

Wnioski

Wyznaczone stałe Plancka dla obu diod są zbliżone do stałej Plancka z tablic która
wynosi h = 6,626

.

10

-34

[ J

.

s ]

. Błędy pomiaru mogą wynikać z niedokładności

przyrządów pomiarowych oraz z niedokładnego odczytu mierzonych wielkości.