2. Wyniki pomiarów:
Charakterystyka prądowo napięciowa fotokomórki dla filtru numer 1 ( λ=400 mm ).
Wzory:
R = 107Ω
$$\text{If} = \frac{U_{2}}{R}$$
U1[V] |
U2[V] |
If[A] • 10−7 |
---|---|---|
10,00 | 0,427 | 0,427 |
9,50 | 0,416 | 0,416 |
9,00 | 0,406 | 0,406 |
8,50 | 0,395 | 0,395 |
8,00 | 0,381 | 0,381 |
7,50 | 0,364 | 0,364 |
7,00 | 0,356 | 0,356 |
6,50 | 0,343 | 0,343 |
6,00 | 0,329 | 0,329 |
5,50 | 0,315 | 0,315 |
5,00 | 0,297 | 0,297 |
4,50 | 0,273 | 0,273 |
4,00 | 0,255 | 0,255 |
3,50 | 0,231 | 0,231 |
3,00 | 0,205 | 0,205 |
2,50 | 0,179 | 0,179 |
2,00 | 0,151 | 0,151 |
1,50 | 0,121 | 0,121 |
1,00 | 0,093 | 0,093 |
0,50 | 0,066 | 0,066 |
0,00 | 0,045 | 0,045 |
-0,50 | 0,026 | 0,026 |
-0,74 | 0,016 | 0,016 |
Wykres zależności fotoprądu od napięcia:
3.Obliczenia:
Zależność napięcia hamowania od częstotliwości.
Filtr | λ[nm] | Uh[V] |
$\nu = \frac{c}{\lambda}\left\lbrack \text{Hz} \right\rbrack \bullet 10^{14}$ |
---|---|---|---|
1 | 400 | -0,72 | 7,5 |
2 | 425 | -0,52 | 7,059 |
3 | 436 | -0,43 | 6,88 |
4 | 500 | -0,34 | 6 |
5 | 550 | -0,08 | 5,45 |
6 | 575 | -0,15 | 5,22 |
7 | 600 | -0,04 | 5 |
8 | 625 | 0,07 | 4,8 |
9 | 650 | 0,17 | 4,62 |
10 | 675 | 0,24 | 4,44 |
Do stworzenia wykresu wykorzystałem bezwzględne wartości Uh.
Obliczenie stałej Plancka i pracy wyjścia za pomocą regresji liniowej.
⇒
⇒
a = 3,1204•10−15
b = -0,7425
h - stała Plancka
α - kąt nachylenia prostej do wykresu
b - punkt przecięcia osi rzędnych i wykresu
e - ładunek elektronu 1,6021 • 10-19
Stała Plancka h = a • e = 3,1204 • 10−15 • 1, 6021 • 10−19= 4,9989 • 10−34 [Js]
Praca wyjścia W = -b • e = 0,7425 • 1,6021 •10-19 = 1,1895 • 10−19 [J] = 0,7425 [eV]
4.Błędy pomiarów:
= 3,4 •10−16
= 0,1965
ΔW = 0,1965 [eV]
Δh = 1, 6021 • 10−19 • 3, 4 • 10−16 = 5, 45 • 10−35 [Js]
Wyniki końcowe:
h= (4,9989±54, 5 ) • 10−34 [Js]
W=(0,7425±0, 1965) [eV]
5. Wnioski:
Stała Plancka odczytana z tablic wynosi 6,62*10-34 ,a otrzymana w wyniku doświadczenia 4,9989*10-34.Biorąc jednak pod uwagę stopień wykładnika potęgi stałej Plancka uważam iż wyniki są zadowalające. Błąd ten może wynikać z nieznajomości dokładnych parametrów filtrów. Wartość napięcia hamującego pomnożona przez wielkość ładunku elektrycznego jest miarą energii kinetycznej najszybszych elektronów . Jak widać energia kinetyczna najszybszych elektronów nie zależy od natężenia światła, zależy natomiast od długości fali świetlnej. Regresja liniowa została wykonana za pomocą programu StatS.