Laboratorium Podstaw Fizyki

Nr ćwiczenia: 48

Temat ćwiczenia: wyznaczenie stałej Plancka na podstawie charakterystyk

diod elektroluminescencyjnych

Nazwisko i Imię prowadzącego kurs: Dr inż. Kazimierz Sierański

Wykonawca:
Imię i Nazwisko nr indeksu, wydział	Michał Bąk (192863) Jacek Janura
Termin zajęć: dzień tygodnia, godzina	piatek godzina 9:15
Numer grupy ćwiczeniowej
Data oddania sprawozdania:	30.05.2012r.
Ocena końcowa

Zatwierdzam wyniki pomiarów.

Data i podpis prowadzącego zajęcia:..........................................................................

Adnotacje dotyczące wymaganych poprawek oraz daty otrzymania poprawnego sprawozdania.

Tabela pomiarów(dioda czerwona):

U[V]	I[ηA]	λ [nm]	Iz[ηA]	∆I[ηA]
1,00	0,24	650	1	0,02
1,10	0,26	650
1,20	0,34	655
1,25	0,46	650
1,30	0,75	650
1,35	2,6	650	10	0,2
1,40	4,4	650
1,45	9	650
1,50	38	655	100	2
1,55	94	650
1,60	420	655	1000	20
1,65	2600	650	10000	200
1,70	5200	650
1,75	23000	650	100000	2000
1,80	29000	650

Wykres:

Wzory i obliczenia:

Stałą Plancka otrzymujemy ze wzoru:

gdzie

e=1,602*10^-19 C,

c=299792458 m/s

Przyjmijmy ze średnia długość fali dla naszej diody wynosi λ =650 nm

W celu otrzymania wartości bariery potencjału U_B należy ekstrapolować prostoliniową część wykresu. U_{B= 1,65}

h= 1,602*10^-19C* 1,65V*650*10^-9/299792458m/s = 5,73*10^-34Js

δh = 12,56

∆h = 0,60E-34

Wnioski:

Jak widać z pomiarów i wykresu, charakterystyka prądowo – napięciowa diody „wyszła” niemalże wzorcowo. Wyznaczenie stałej Plancka w tym przypadku polegało na pomiarze długości fal λ odpowiadającym maksimum zdolności emisyjnej diody LED, oraz na wyznaczeniu z wykresu wartości napięcia U_b. Częściowy wpływ na błąd w wyznaczeniu stałej Plancka miało z pewnością wyznaczenie przez ekstrapolowanie prostoliniowej części charakterystyki wartości napięcia U_b. Duży wpływ na błąd w tym przypadku miał czynnik ludzki, jako że przy wyznaczaniu tego napięcia zaufać należało swojemu zmysłowi wzroku, co oczywiście nie wyklucza pomyłki. Przy pomiarze długości fal λ należało uchwycić moment, w którym napięcie na wyjściu detektora fotoelektrycznego jest największe, co odpowiadało niewielkim odchyleniom długości fali i miało z pewnością swój udział w błędzie składającym się na ostateczny wynik:

h = 5,73 ^. 10^-34 [ J ^. s ]

przy czym wartość stałej Plancka z tablic:

h = 6,626 ^. 10^-34 [ J ^. s ]

Jak widać więc z porównania wyników odchyłka jest niewielka i wynik ćwiczenia można uznać za zadowalający.