Laboratoria z Fizyki

Wydział Budownictwa Środa godz. 15:30	Temat: Wyznaczanie stałej Plancka i pracy wyjścia elektronu	Data wykonania:23.04.2008 Data oddania:30.04.2008
Numer ćwiczenia: 6	Stanisław Michałek	Ocena:

Uwagi prowadzącego:

Wstęp teoretyczny:

Zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne polega na emisji elektronów z powierzchni metali wywołanej pochłanianiem prze elektrony będące w warstwie przypowierzchniowej energii h fotonów padających na tę powierzchnię. Zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne opisuje prawo Einsteina:
gdzie: h - stała Plancka
,ν - częstotliwość fotonu, W - praca wyjścia elektronu, V - prędkość elektronu, Z praw tego widać, że energia pochłoniętego kwantu zostaje zużyta na wykonanie pracy wyjścia elektronu z powierzchni i nadania mu energii kinetycznej. W celu przeprowadzenia pomiarów dla wyznaczenia stałej Planck'a należy w układzie z fotokomórką podłączyć źródło zasilania polaryzując odwrotnie fotokomórkę, tzn. anoda na potencjale ujemnym, a fotokatoda na potencjale dodatnim. Za pomocą takiego układu, regulując napięcie hamujące można zmniejszyć natężenie prądu fotoelektrycznego do zera. Umożliwia to wyznaczenie maksymalnej energii kinetycznej fotoelektronów z wyrażenia:
gdzie: e - ładunek elektronu,
, U - napięcia hamowania. Potencjał hamujący nie zależy od natężenia światła, lecz rośnie z częstotliwością padającego światła. Wykres zależności U = f (
) jest linią prosta, której współczynnik nachylenia względem osi x wynosi:
.

1. Obliczenia konieczne.

Obliczamy częstotliwość fotonu

Gdzie: c - prędkość światła

Obliczamy

Z regresji liniowej wyznaczam współczynnik a i b

x 10 ^-6


0,38

Sprawdzamy obliczenia za pomocą współczynnika regresji liniowej:

Niepewność u(U)= U×0,05

Niepewność

Niepewność dla

Praca wyjścia elektronu ze wzoru
b=1,537

Zestawienie wyników
		u(U)= U×0,05
			5nm
			5nm
			10nm
			3nm
			5nm
			5nm
			5nm
			5nm

Wnioski:

Porównuję wartość stałej Plancka

1. wartość obliczona
   

2. wartość tablicowa
   

Celem ćwiczenia było wyznaczenie stałej Plancka h. Otrzymany wynik pomiarowy stałej Plancka h wynosi h=
J⋅s , gdzie wartość tablicowa h=6,626⋅10^-34J⋅s. Różnica między wartością pomiarową a wartością tablicową jest stosunkowo dosyć duża. Ponadto wszelkie błędy mogły wynikać z :

• niedokładnego wyzerowania galwanometru G.

• zaokrąglenia niektórych wartości liczbowych.

• niekorzystnych warunków przy pomiarach np delikatne dotknięcie ławki powodowało zmiany w odczycie

.

• padające światło od zapalonych lampek na innych stanowiskach roboczych oraz wpadające odbite promienie słoneczne z drugiego pomieszczenia.

Dokonane pomiary i związane z nimi obliczenia dla pracy wyjścia elektronu z metalu W=2,62(4)
pozwalają nam stwierdzić, że metalem, z jakiego wykonana jest fotokatoda, jest : Bar lub Wapń, (wartość pracy wyjścia znajduje się pomiędzy wartościami tych dwóch pierwiastków).

---