3582469137

Sprawozdanie z fizycznych zajęć laboratoryjnych:

Nr ćwiczenia: 205 | Data: 25.03.2019r.	Imię i Nazwisko:
Wydział: WBMiZ | Kierunek: MiBM	Semestr: II	Grupa lab.: 4 | Ocena:............

Temat: Wyznaczanie stałej Plancka i pracy wyjścia na podstawie zjawiska fotoelektrycznego.

Wstęp teoretyczny:

W obwodzie elektrycznym zawierającym źródło napięcia i dwie metalowe płytki rozdzielone warstwą próżni na ogół nie płynie prąd elektryczny. Jeżeli jednak płytka o potencjale ujemnym zostanie oświetlona, to pojawi się tzw. fotoprąd - tym większy, im silniejsze będzie oświetlenie. To zjawisko nosi nazwę zjawiska fotoelektrycznego.

Przemiany energii w zjawisku fotoelektrycznym opisuje równanie Einsteina:

771V ²

hv = W H——

gdzie:

h - stała Plancka = 6,62*10^A-34J*s; v - częstotliwość fali świetlnej;

W- praca wyjścia; m - masa elektronu; u - prędkość elektronu poza metalem.

To równanie należy traktować jako bilans energii - energia padającego fotonu zamienia się na pracę wyjścia i na energię kinetyczną elektronu.

Zjawisko fotoelektryczne znalazło zastosowanie praktyczne w fotokomórkach. Składają się one z bańki szklanej, której tylnia ścianka jest pokryta wewnątrz warstwą metalu o małej pracy wyjścia. W środku bańki znajduje się pętla z drutu stanowiąca anodę. W zależności od zawartości bańki fotokomórki mogą być próżniowe lub gazowane.

W fotokomórce próżniowej całkowity prąd stanowią elektrony wybite z katody i przyciągnięte przez anodę. Natężenie prądu jest stosunkowo małe. Większe natężenie prądu stosuje się w fotokomórkach gazowanych, wypełnionych niewielką ilością gazu szlachetnego, w których fotoelektrony pierwotne mogą jonizować atomy gazu, zwiększając w ten sposób ilość nośników prądu.

Prąd fotoelektryczny płynie nawet wtedy, gdy między anodą a katodą nie ma napięcia. Dzieje się tak na skutek energii kinetycznej posiadanej przez elektrony w momencie wybicia z metalu. Całkowity zanik prądu można spowodować, przykładając napięcie o przeciwnej polaryzacji, tzn. niższy potencjał na anodę. Jeżeli napięcie ma odpowiednią wartość, zwaną potencjałem hamującym (V) to następuje całkowite zahamowanie elektronów - ich energia kinetyczna zostaje zużyta na wykonanie pracy przeciwko polu elektrycznemu:

mv²

Jak widać z powyższego związku, napięcie potrzebne do zahamowania fotoelektronów jest tym większe, im większa jest częstotliwość oświetlającego promieniowania.