Nr ćwiczenia 220 |
Data | Imię i Nazwisko Andrzej Szeszycki |
Wydział Fizyki Technicznej |
Semestr II |
Grupa 5 |
|---|---|---|---|---|---|
Prowadzący Gustaw Szawioła |
Wykonanie : | Ocena |
Temat: Wyznaczanie stałej Plancka i pracy wyjścia na podstawie zjawiska fotoelektrycznego
Pomiary
Tabela z pomiarami przeprowadzonymi na zajęciach.
| Nr filtra | Pomiary [V] |
|---|---|
| 1 | -1,038 ;- 1,029 ;- 1,092 ;- 1,098 ;- 1,102 ;- 1,032 ;- 1,105 ;- 1,091 ;- 1,032 ;- 1,098 |
| 2 | -0,885 ;- 0,881 ;- 0,987 ;- 0,875 ;- 0,873 ;- 0,872 ;- 0,985 ;- 0,997 ;- 0,970 ;- 0,970 |
| 3 | -0,775 ;- 0,766 ;- 0,776 ;- 0,755 ;- 0,771 ;- 0,869 ;- 0,774 ;- 0,765 ;- 0764 ;- 0,764 |
| 4 | -0,592 ;- 0,572 ;- 0,588 ;- 0,573 ;- 0,685 ;- 0,688 ;- 0,686 ;- 0,576 ;- 0,585 ;- 0,579 |
| 5 | -0,429 ;- 0,334 ;- 0,437 ;- 0,321 ;- 0,443 ;- 0,321 ;- 0,498 ;- 0,324 ;- 0,334 ;- 0,427 |
| 6 | 0,402 ;- 0,419 ;- 0,322 ;- 0,398 ;- 0,408 ;- 0,407 ;- 0,444 ;- 0,472 ;- 0,447 ; -0,413 |
| 7 | -0,235 ;- 0,342 ;- 0,339 ;- 0,393 ;- 0,424 ;- 0,316 ;- 0,414 ; -0,344 ;- 0,337 ;- 0,354 |
| 8 | 0,264 ;- 0,354 ;- 0,228 ;- 0,225 ;- 0,127;- 0,233 ;- 0,235 ;- 0,276 ;- 0,230 ; -0,206 |
| 9 | -0,120 ;- 0,03 ; -0,111 ;- 0,113 ;- 0,111 ;- 0,090 ;- 0,108 ;- 0,093 ;- 0,112 ; -0,110 |
| 10 | -0,092 ;- 0,077 ;- 0,119 ;- 0,082 ;- 0,070 ;- 0,093 ;- 0,067 ;- 0,084 ;- 0,078 ;- 0,078 |
| Nr filtra | Napięcie hamowania [V] |
|---|---|
| 1 | -1,0717 |
| 2 | -0,9295 |
| 3 | -0,7769 |
| 4 | -0,6124 |
| 5 | -0,3868 |
| 6 | -0,4132 |
| 7 | -0,3498 |
| 8 | -0,2378 |
| 9 | -0,0998 |
| 10 | -0,0840 |
| Nr filtru | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| λ[nm] | 400 | 425 | 450 | 500 | 550 | 575 | 600 | 625 | 650 | 675 |
| ѵ[. 10 14 Hz] | 7,5 | 7,1 | 6,9 | 6 | 5,7 | 5,2 | 5 | 4,8 | 4,6 | 4,4 |
Obliczenia
Korzystając z prawa Ohma I = U2/R obliczam wartość fotoprądu (R=10 MΩ)
| Napięcie U1 [V] | Napięcie U2 [mV], filtr nr 1 | Wartość fotoprądu [nA] , filtr nr 1 | Napięcie U2 [mV], filtr nr 6 | Wartość fotoprądu [nA] , filtr nr 6 |
|---|---|---|---|---|
| 10 | 415 | 41,5 | 1044 | 104,4 |
| 9 | 404 | 40,4 | 1017 | 101,7 |
| 8 | 375 | 37,5 | 966 | 96,6 |
| 7 | 354 | 35,4 | 937 | 93,7 |
| 6 | 327 | 32,7 | 884 | 88,4 |
| 5,5 | 317 | 31,7 | 846 | 84,6 |
| 5 | 297 | 29,7 | 806 | 80,6 |
| 4,5 | 276 | 27,6 | 756 | 75,6 |
| 4 | 256 | 25,6 | 696 | 69,6 |
| 3,5 | 225 | 22,5 | 626 | 62,6 |
| 3 | 205 | 20,5 | 556 | 55,6 |
| 2,5 | 175 | 17,5 | 496 | 49,6 |
| 2 | 145 | 14,5 | 404 | 40,4 |
| 1,5 | 115 | 11,5 | 307 | 30,7 |
| 1 | 94 | 9,4 | 197 | 19,7 |
| 0,5 | 67 | 6,7 | 105 | 10,5 |
| 0 | 44 | 4,4 | 27 | 2,7 |
| -0,5 | 25 | 2,5 | 15 | 1,5 |
| -0,72 | 15 | 1,5 |
Wyznaczanie stałej Plancka i pracy wyjścia z wykresu zależności napięcia hamowania od częstotliwości z wykorzystaniem regresji liniowej przy użyciu programu StatS
h=a*e, W = -b*e
e=1,6021892*10-19 [C]
Stała Plancka
a= -3,00882*10-15
b= 1,22486
∆ a= 1,93802*10-16
∆ b= 0,112732
Stała Plancka:
e = 1,602 * 10 –19 C
h = a * e
h= -3,00882*10-15* 1,602 * 10 –19 C
h= -4,82013*10-34 [ J * s ]
Praca wyjścia:
W = - b * e
W= - 1,22486* 1,602 * 10 –19 C
W= - 1,96222 J
Obliczenie błędów:
Metodą różniczki zupełnej obliczyłam błędy wyznaczanych wartości. Wzory na błędy po uproszczeniu mają następującą postać:
∆ h = ∆ a * e + ∆ e * a
∆ W = ∆ b * e + ∆ e * b
∆e = 0 stąd drugie człony obydwu błędów są równe 0, i otrzymują ostatecznie postać:
∆ h = ∆ a * e
∆ W = ∆ b * e
∆ h = 1,93802*10-16* 1,602 * 10 –19 C = 3,1047* 10 -35 [J*s]
∆ W = 0,112732* 1,602 * 10 –19 C = 0,1806* 10 -19 [J]
Wyniki:
h= -4,82013*10-34 ± 3,1047* 10 -35 [J*s]
W= -1,96222 ± 0,1806* 10 -19 [J]
Wnioski:
Obliczona na podstawie wykonanego ćwiczenia stała Plancka h = 4,82013*10-34 ± 3,1047* 10-35[J*s] odbiega od stałej jaką można znaleźć w tablicach. Rozbieżność ta może być efektem niedoskonałości użytego do ćwiczenia sprzętu, braku dobrych warunków w sali, gdzie ćwiczenie było wykonane.