LABORATORIUM FIZYKI I |
ĆWICZENIE: 36 |
|||
|
|
|
DATA |
|
Wydział:
|
Grupa:
|
Zespół:
|
Punktacja:
|
Przygotowanie: |
Nazwisko i imię: |
|
|
||
Temat ćwiczenia: BADANIE EFEKTU FOTOELEKTRYCZNEGO ZEWNĘTRZNEGO
|
|
|
||
|
|
Sprawozdanie: |
||
|
|
Suma punktów:
|
||
Prowadzący: |
|
|
1. Wstęp
Celem naszego cwiczenia było zbadanie efektu fotoelektrycznego zewnętrznego.
Efekt fotoelektryczny jest to zjawisko polegające na emisji elektronów z powierzchni przedmiotu (tzw. efekt zewnętrzny), po naświetleniu jej promieniowaniem elektromagnetycznym (na przykład światłem widzialnym) o odpowiedniej częstotliwości, zależnej od rodzaju przedmiotu. Emitowane w ten sposób elektrony nazywa się czasem fotoelektronami. Energia kinetyczna fotoelektronów nie zależy od natężenia światła a jedynie od jego częstotliwości.
Zaproponowane przez Alberta Einsteina wyjaśnienie zjawiska i jego opis matematyczny oparte jest na założeniu, że energia wiązki światła pochłaniana jest w postaci porcji (kwantów) równych hν, gdzie h jest stałą Plancka a ν oznacza częstotliwość fali. Kwant promieniowania pochłaniany jest przy tym w całości. Einstein założył dalej, że usunięcie elektronu z powierzchni metalu (substancji) wymaga pewnej pracy zwanej pracą wyjścia, która jest wielkością charakteryzującą daną substancję (stałą materiałową). Pozostała energia unoszona jest przez emitowany elektron. Z tych rozważań wynika wzór:
Gdzie:
h - stała Plancka;
ν - częstotliwość padającego fotonu;
W - praca wyjścia;
Ek - maksymalna energia kinetyczna emitowanych elektronów.
2. Układ pomiarowy
Fotokomórka - lampa próżniowa, która ma dwie elektrody; jedną elektrodą jest zwykle warstwa metalu, naparowana na wewnętrzną stronę szklanej bańki próżniowej - katoda, drugą elektrodą jest wygięty pręt metalowy znajdujący się wewnątrz lampy - anoda. Nieoświetlona fotokomórka nie przewodzi prądu, prąd może się jednak pojawić jeżeli katoda zostanie oświetlona.
3. Opracowanie wyników i rachunek błędów
STAŁE:
c = 299792458 m/s
e = 1,60217733 x 10 -19 C
h = 6,6260755 x 10 -34 Js
Wyznaczanie stałej Plancka:
Z wykresu
Błąd wyznaczania stałej Plancka:
Wyznaczanie pracy wejścia:
Błąd wyznaczania pracy wyjścia:
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
STAŁA PLANCKA:
PRACA WYJŚCIA:
4. Wnioski
Wartości otrzymane w ćwiczeniu są porównywalne z danymi tablicowymi. Wg tablic stała Plancka wynosi h = 6,626 0693 (11) × 10-34 Js. Otrzymana przez nas wartość stałej Plancka ma ten sam rząd wielkości jak wartość wzorcowa. Powodem rozbieżności jest dosyć ciężki pomiar gdyż mierzone wartości mają bardzo małe wartości, a sprzęt pomiarowy nie jest najwyższej dokładności.
Z wyliczonej pracy wyjścia wynika, że materiałem z którego wykonana jest fotokatoda jest cez ewentualnie potas