 |
Лабораторна робота № 6.3 „Визначення сталої Планка”.
|
|
|
|
Лабораторна робота № 6. 3 „Визначення сталої Планка”.
Мета роботи: по виміряних затримуючих потенціалах для різних довжин хвиль визначити сталу Планка і роботу виходу фотокатода фотоелемента.
Прилади і приладдя: освітлювач, вимірювальний блок з вольтметром, фотоелементом, батареєю з регулятором напруги, гальванометр, світлофільтри.
Рівняння (6. 33) можна переписати, виразивши частоту світла через довжину світлової хвилі:
. (6. 36)
За допомогою гальмуючого електричного поля можна виміряти кінетичну енергію фотоелектронів. Для цього збирають схему, зображену на рис. 6. 7.
Катод фотоелемента з’єднують з позитивним полюсом батареї, а на анод подається негативна напруга від потенціометра R. В коло анода включений чутливий гальванометр. При освітленні фотоелемента через світлофільтр Сф на фотокатод падає світло з довжиною хвилі l, яка відповідає максимуму пропускання цього світлофільтра. При нульовому потенціалі анода в колі протікає слабкий фотострум. При збільшенні затримуючого потенціалу фотострум зменшується і при декотрій величині 
він стає рівним нулю. Іф = 0. Це значить, що:
Підставимо значення кінетичної енергії в формулу (6. 35):
Таким же чином виміряємо кінетичну енергію фотоелектронів при освітленні фотоелемента світлом, пропущеним другим l2 і третім l3 світлофільтрами:
і
.
Із цих рівнянь виключаємо роботу виходу А і визначаємо три значення сталої Планка:
Потім находимо середнє значення
По найденому значенню сталої Планка з тих же рівнянь визначаємо три значення роботи виходу електронів з фотокатода:
|
|
|
Обчислюємо середнє значення роботи виходу
Находимо абсолютні похибки визначення h і A і їх відносні похибки.
Порядок виконання роботи.
1. Вставити в освітлювач один з виданих світлофільтрів і ввімкнути освітлювач фотоелемента в мережу.
2. Направити світло освітлювача на фотоелемент і регулятором затримуючого потенціалу звести показання гальванометра до нуля. Записати затримуючий потенціал. Повторити вимірювання ще два рази.
3. Такі ж вимірювання провести з двома іншими світлофільтрами.
4. По одержаних даних і довжинах хвиль світлофільтрів обчислити три значення сталої Планка і три значення роботи виходу в електрон-вольтах.
5. Обчислити середні значення цих величин і їх абсолютні і відносні похибки.
6. Порівняти найдені в досліді середні значення 
і 
для даного металу і зробити висновок про ступінь надійності проведених експериментів.
Контрольні питання.
1. В чому полягає явище фотоефекту і виконання яких вимог необхідне експериментатору, щоб спостерігати фотоефект?
2. Перелічить основні факти, отримані Столєтовим дослідним шляхом при вивченні фотоефекту?
3. Які висновки на основі хвильової теорії світла суперечили результатам, виявленим Столєтовим?
4. Які гіпотези квантової теорії і уявлення про розповсюдження світлової енергії були використані Ейнштейном при з’ясуванні фотоефекту?
5. Поясніть фізичний зміст рівняння Ейнштейна для фотоефекту.
6. Як можна виміряти дослідним шляхом максимальну швидкість електронів, вибитих світлом з даного металу?
7. Чому при частотах, менших червоної границі: n£ nчер фотоефект відсутній?
|
|
|
