Úkol měření. Použité přístroje a pomůcky. Tabulky a výpočty

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Úkol měření. Použité přístroje a pomůcky. Tabulky a výpočty"

Františka Havlíčková
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 Úkol měřeí ) Na základě vějšího fotoelektrického pole staovte velikost Plackovy kostaty h. ) Určete mezí kmitočet a výstupí práci materiálu fotokatody použité fotoky. Porovejte tuto hodotu s výstupími pracemi jiých materiálů a odhaděte, z jakého materiálu je tato fotokatoda vyrobea. 3) Vypracujte graf závislosti kietické eergie elektrou a frekveci zářeí Wk = f ( ν ). 4) Změřte závislost fotoelektrického proudu a velikosti brzdícího poteciálu pro tři vlové délky. 5) Vypracujte grafy změřeé závislosti fotoelektrického proudu a velikosti brzdícího poteciálu. 6) Porovejte hodotu změřeé Plackovy kostaty s tabulkovou hodotou a rozdíl zhodoťte. 7) Měřeí a zpracováí dat proveďte zvlášť pro obě istalovaé měřicí aparatury. Použité přístroje a pomůcky Spekol - Nr.: ; Souprava s výbojkou (rtuťovou), moochromatickými filtry a vakuovou fotokou; Voltmetr - TP=0,5 ; 5000Ω / V ; použitý rozsah: do,v; Voltmetr - digitálí multimetr Hug Chag HC 5050DB; užitý rozsah: do V; TP = 3; Voltmetr - True RMS multimeter model 700T; použitý rozsah do V; Tabulky a výpočty a) Staoveí Plackovy kostaty (h) (SPEKOL) λ υ U Pi W k =e. U Pi (m) (Hz) (V) (ev) 375 7,9947E+4 0,98, ,4950E+4 0,98, ,3480E+4 0,8, ,054E+4 0,74, ,876E+4 0,69, ,66E+4 0,65, ,36E+4 0,55 0, ,4908E+4 0,35 0, ,869E+4 0,3 0,4966 Vypočteé hodoty: (staovey a základě metody ejmeších čtverců pomocí webových aplikací a pro úplost uvádím základí vzorce platí i pro druhé měřeí) * * W = eu = h ν A h A k * = p ieu pi eu ν ν ( ν) = eu pi + h * * υ P = A/h ν ν i pi

3) Vypracujte graf závislosti kietické eergie elektrou a frekveci zářeí Wk = f ( ν ). 4) Změřte závislost fotoelektrického proudu a velikosti brzdícího poteciálu pro tři vlové délky.

2 Závislost maximálí kietické eergie e - a frekveci (SPEKOL) h = 4.3E-34 Js A =.695E-9 J p = 4.03E+4 Hz h =.9E-35 Js A =.3E-0 J vp = 3.6E+3 Hz b) Staoveí Plackovy kostaty (h) (Souprava s výbojkou a moochrom. filtry) λ υ U Pi W k =e. U Pi (m) (Hz) (V) (ev) 408 7,3480E+4 0,979, ,876E+4 0,8, ,4908E+4 0,374 5, ,869E+4 0,55 0,4085 Závislost maximálí kietické eergie e - a frekveci (Soustava s moochr. filtry) h = 5.74E-34 Js A =.36E-9 J p = 4.39E+4 Hz h = 6.6E-36 Js A = 4.E- J vp = 9.6E+ Hz c) Závislost fotoelektrického proudu a velikosti brzdícího poteciálu Výchylka (*) (-fotoel. proud) U Pi (λ =375m) U Pi (λ =436m) U Pi (λ =578m) 0 až 00 dílků (µa) (V) (V) (V) ,06 0,05 0,0 80 0, 0,09 0, ,8 0,4 0, ,6 0,8 0, ,33 0,4 0, ,4 0,30 0, 30 0,5 0,36 0,3 0 0,6 0,44 0,7 0 0,77 0,55 0, 0 0,97 0,7 0,33 (*)Výchylka odpovídá proudu fotokou, a přístroji to vypadá, jako kdyby výchylka 00 odpovídala 00µA, potvrzoval to i asistet, ale raději v grafu vyjadřuji závislost a výchylce. Proud je jiak jistě dá poměrem odporů u přístroje)

U Pi (m) (Hz) (V) (ev) 408 7,3480E+4 0,979,5684 436 6,876E+4 0,8,3008 546 5,4908E+4 0,374 5,995 578 5,869E+4 0,55 0,4085 Závislost maximálí kietické eergie e - a frekveci (Soustava s moochr.

3 (grafy viz vložeé listy) Závěr Zhodotíme-li čeho jsme měřeím dosáhli, tak: Plackova kostata: h = (4,3 ± 0,9).0-34 Js (Spekol) h = (5,74 ± 0,066).0-34 Js (S moochr. filtry) Žádá z ámi zjištěých hodot ezapadá ai při uvažováí toleračích pásem do správé hodoty Plackovy kostaty (6, ). U Spekolu je tato odlišost výrazější a to díky tomu, že fotoka jíž využívá je plěa plyem, což zaáší systematickou chybu měřeí (kietická eergie emitovaých elektroů se síží srážkami s molekulami plyu. Na grafu W k = f(υ) je apř. vidět, že i když má vyjít přímka, tak podíváme li se a body měřeé Spekolem, vidíme lehkou eliearitu (Kietická eergie emitovaých elektroů, aměřeá pomocí brzdého poteciálu U P, je meší ež kietická eergie hed po emisi a její závislost a kmitočtu dopadajícího zářeí eí přesě lieárí. =>změřeá h ižší ež skutečá. (Spekol původě urče pro měřeí při malých itezitách světla s urychlovacím apětím ))). Také tato rovost: hν = mv + A, představuje bilaci eergie je v ideálím, mezím případě, kdy eergie dopadajícího fotou je celá předáa jediému elektrou a žádá její část eí ai potom přeesea a jié elektroy. Alespoň jsme se ale přiblížili skutečé hodotě a to s pomocí soupravy s vakuovou fotokou. Mezí kmitočet (υ m ) a výstupí práce (A) materiálu fotokatody: Spekol: υ m = (4,0 ± 0,36).0 4 Hz ; A = (,70 ± 0,3) ev materiál: λ m =c/υ m = 73 m je v itervalu: <67 ; 800> m A je v itervalu: <, ;, > ev => takže materiál fotokat. odhaduji a: Cesium: (A =,93 ev ; λ m = 64 m). (Rubidium má totiž (A =,3 ev ; λ m = 58 m), což už evychází a Alkalické kovy jsou jedié, kde dochází k fotoefektu již a frekvecích zářeí viditelého světla, takže jiá možost v podstatě eí.) Soustava s moochr. filtry a vakuovou fotokou: υ m = (4,39 ± 0,096).0 4 Hz ; A = (,36 ± 0,04) ev materiál: λ m = 683 m je v itervalu: <668 ; 698> m A je v itervalu: <, ;, > ev odhaduji?cesium? - (A =,93 ev ; λ m = 64 m). Případé další epřesosti mohly být způsobey epřesostmi při odečítáí, zvláště tato chyba může astat u Spekolu, kde je ručkový ukazatel. Závislost fotoelektrického proudu a velikosti brzdícího poteciálu byla měřea pouze a Spekolu. Grafy a třech vlových délkách jasě ukazují, s rostoucím brzdícím poteciálem klesá proud fotokou a také s jakou tedecí. 3

U Spekolu je tato odlišost výrazější a to díky tomu, že fotoka jíž využívá je plěa plyem, což zaáší systematickou chybu měřeí (kietická eergie emitovaých elektroů se síží srážkami s molekulami plyu.

Podobné dokumenty

L A B O R A T O R N Í C V I Č E N Í Z F Y Z I K Y

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE KATED RA F YZIKY L A B O R A T O R N Í C V I Č E N Í Z F Y Z I K Y Jméo TUREČEK Daiel Datum měřeí 8.11.2006 Stud. rok 2006/2007 Ročík 2. Datum odevzdáí 15.11.2006 Stud.