Laboratorium fizyki

CMF PŁ

Dzień Niedziela godzina 10:15 grupa 2

Wydział Elektrotechniki, Elektroniki, Informatyki i Automatyki

semestr 1 rok akademicki 2008/2009

ocena _____

1. Opis i cel ćwiczenia.

Ćwiczenie to ma celu ukazania zjawiska zewnętrznego efektu fotoelektrycznego oraz własnoręcznemu wyznaczeniu stałej Plancka.

Światło pochodzące z lampy spektralnej przechodzi przez szczelinę i soczewkę i pada na siatkę dyfkraczyjną. Siatka dyfrakcyjna ugina fale o różnych długościach i pod różnymi kątami, rozdzielając światło lampy na barwne prążki. Dobrze ustawiona siatka dyfrakcyjna pozwala na uzyskania ostrych obrazów prążków na okienku fotokomórki. W fotokomórce znajduję się lampa próżniowa a na niej dokonuje się wybijania z niej elektrony docierają do anody przez to zbiera się tam pewien ładunek. W miarę jak rośnie ładunek zmienia się różnica między anodami a katodami. Natomiast anody i katody są połączone do woltomierza. Nie jest to połączenie bez pośrednie lecz z użyciem wzmacniacza pomiarowego.

Obserwując woltomierz widzimy jak napięcie rośnie lecz po pewnym czasie stabilizuje się i nazwiemy je U. Pozwala nam to napisanie zależności U(v) gdzie współczynnik kierunkowy to h/e. Dzięki czemu możemy wyznaczyć punkty zależności U(v).

Po dopasowaniu do nich prostej metodą najmniejszych kwadratów dostaniemy współczynnik kierunkowy a tym samym stałą Plancka.

2. Tabela pomiarowa.

kolor prążka	długośc fali [nm]	U [V] I pomiar	v [Hz]
UV	365	1,550	8,21 * 10^14
UV	405	1,380	7,40 * 10^14
fioletowy	436	1,210	6,8807 * 10^14
zielony	546	0,557	5,494 * 10^14
żółtopomarańczowy	579	0,500	5,181347 * 10^14

3. Wykres zależności napięcia od częstotliwości padającego promieniowania U(v). [załącznik nr 1]

4. Wartości współczynników otrzymanych w metodzie najmniejszych kwadratów wraz z błędami.

Wartości współczynników z wykresu I

a = 3,728671* 10^-15

∆a = 0,3051* 10^-15

b = -1,43345* 10⁰

∆b = 0.20534* 10⁰

^{Korelacja = 0.99011}

5. Stała Plancka.

Obliczona ze wzoru h = e*a, gdzie e = 1,602 * 10^-19C - ładunek elementarny.

h_obl= 1,602* 10^-19 * 3,728671* 10^-15

h_obl= 5,97333094210^-34

h_obl= 5,97*10^-34 [J*s]

[h]=[e]*[a]=[V*s*C]= V*s*A*s=W*s²=
=J*s

6. Błąd wyznaczania stałej Plancka.

Obliczony ze wzoru ∆h = e*∆a

∆h = 1,602 *10^-19 * 0,3051* 10^-15

∆h = 0,4887702* 10^-34[J*s]

∆h =0,49*10^-34 [J*s]

7. Zaokrąglony i zaopatrzony w jednostkę wynik końcowy.

Zapisany w postaci h = h_obl + ∆h

h = 5,97*10^-34 + 0,49**10^-34

h = 6,46* 10^-34[J*s]

8. Wnioski

Wykres U(v) jest rosnący co oznacza im większa częstotliwość zwiększa się wartość U(v). Wartości otrzymane w tablicy są od siebie różne prawa strona pomiarów nie równa się lewej stronie pomiarów co daje nam różne wartości stałej Plancka.

Niedokładność tego pomiaru może wynikać z złych warunków np. zapalanie światła lub ciągły ruch na sali.

Pomiar można poprawić przez wykonanie go w zupełności ciemności oraz jak najmniejszej liczbie osób i zwiększyć czas wykonania ćwiczenia.

str. 1

Piotr Kałowski

imię i nazwisko

nr indeksu 152619

Michał Banaś

imię i nazwisko

nr indeksu 152611

Damian Adamkiewicz

imię i nazwisko

nr indeksu 152610

Kod ćwiczenia	Tytuł ćwiczenia
W2	Wyznaczenie stałej Plancka z wykorzystaniem zjawiska fotoelektrycznego.

---