LABORATORIUM FIZYKI			ĆWICZENIE: 36
			DATA:
Wydział:	Grupa:	Zespół:	Punktacja:	Przygotowanie:
Nazwisko i imię:
Temat ćwiczenia: Badanie efektu fotoelektrycznego zewnętrznego					Sprawozdanie:
Prowadzący:					Suma punktów:

WSTĘP

Celem cwiczenia było zbadanie efektu fotoelektrycznego zewnętrznego.Efekt fotoelektryczny zewnętrzny polega na wybijaniu z powierzchni metalu elektronów przez padającą wiązkę światła o określonej częstości.Emitowane w taki sposób elektrony noszą nazwę fotoelektronów. Energia kinetyczna fotoelektronów nie zależy od natężenia światła a jedynie od jego częstotliwości. Osobą, która odkryła to zjawisko był Albert Einstein. Zaproponował następująca zależnośc, która jest zarazem wyjaśnieniem zjawiska.

Gdzie

- stała Plancka

- częstość padającego światła

W - praca wyjścia

- maksymalna energia jaką może uzyskać wybity elektron

Ze względu na fakt zgodności tej teorii z doświadczeniem została uznana za prawdziwą. Znając wartość ładunku elementarnego oraz zależność napięcia hamowania od częstości światła można wyznaczyć stałą Plancka i pracę wyjścia z zastosowanego metalu, co było celem tego doświadczenia.

gdzie

- napięcie hamowania przyłożone między katodę a anodę

- ładunek elementarny

UKŁAD POMIAROWY, WYKONANIE CWICZENIA

Cwiczenie zostało wykonane według następującego schematu.

Składa się on z fotokomórki, monochromatora(lub filtrów interferencyjnych), źródła światła, potencjometru pozwalającego zmieniać napięcie zasilacza jak i jego polaryzację, oraz woltomierza i amperomierza.

Przy wyłączonym źródle światła amperomierz ustawiono na położeniu zero. Ustawiono zerowe napięcie na fotokomórce i włączono źródło światła. Następnie na bębnie monochromatora ustawiono długośc długość fali. Stopniowo zwiększano ujemne napięcie między anoda, a fotokatodą w fotokomórce, aż do uzyskania zerowego natężenia prądu. Odczytano potencjał hamowania, przy którym to nastąpiło. Na końcu zmieniono długość fali o 10nm i powtarzano czynności.

WYNIKI, ICH OPRACOWANIE I RACHUNEK BŁĘDU

Wyniki pomiarów przedstawia tabela

[nm]	v[Hz]	Uh [V]
420	6,97x10	-1,150
430	6,81x10	-1,098
440	6,50x10	-1,048
450	6,38x10	-0,991
460	6,25x10	-0,941
470	6,12x10	-0,886
480	5,88x10	-0,830
490	5,76x10	-0,784
500	5,66x10	-0,735
510	5,55x10	-0,685
520	5,45x10	-0,638
530	5,36x10	-0,595
540	5,25x10	-0,537
550	5,17x10	-0,505
560	5,08x10	-0,465
570	5x10	-0,432
580	4,83x10	-0,400
590	4,78x10	-0,371
600	4,75x10	-0,355
610	4,67x10	-0,343
620	4,60x10	-0,340
630	4,56x10	-0,329
640	4,51x10	-0,335

Gdzie
-długośc fali , v - częstotliwośc fali , Uh - napięcie hamowania

Zależnośc napięcia hamowania od częstotliwości padania światła przedstawia wykres wykonany w programie ORIGIN.Do powyższych danych dopasowano zależnośc liniową

i otrzymano następujące współczynniki

A= 1,45202
0,04026

B= -3,66892x10

7,05209x10

Wyznaczono stałą Plancka ze wzoru

h=B∙e

przyjmując stałą e=1.60217733
[C]

niepewność tego wyniku oszacowano z różniczki zupełnej

Ostatecznie stała Plancka

h=(5,8±0,15)
[Js]

Dokładna wartość stałej Plancka (wzięta z tablic) to:

Wyznaczenie pracy wyjścia

W = A∙e

A=1,45202 e=1.60217733
[C]

W=2,3133516∙10^-19 [J]

niepewność tego wyniku oszacowano z różniczki zupełnej

0,04026

=0,0732256∙10^-19 [J]

Ostatecznie praca wyjścia

W = (2,313±0,074)∙10^-19 [J] =

Pomiar charakterystyki prądowo napięciowej dla długości fali

U [V]	I [nA]
-0,37	0
-0,29	13
-0,19	27
0	50
1	160
3	260
5	300
7	308
9	325
11,01	340
12,02	340

Pomiar charakterystyki ilustruje wykres

Wykres obrazuje wzrost natężenia prądu i potencjału hamowania do pewnej wartości, gdzie potencjał hamowania nie ulega zmianom mimo, że następuje wzrost natężenia.

WNIOSKI

Stała Plancka otrzymana przedstawioną metodą jest niewątpliwie zgodna z danymi teoretycznymi. Aby poprawić otrzymane wyniki należałoby zwiększyć liczbę pomiarów. Prezentowane wyniki z pewnością wynikają z niedokładności pomiaru przez co wynika różnica pomiędzy obliczoną wartością stałej Plancka, a wartością tablicową

(h = 6,6260755∙10^-34 [Js]). Najprawdopodobniej wynika to ze złego ustawienia położenia zera na potencjometrze. Wykres charakterystyki prądowo napięciowej opisują charakterystykę prądowo - napięciową fotokomórki.

---