PLANCKS KONSTANT. www.zenitlaromedel.se



Relevanta dokument
Fotoelektriska effekten

Kvantfysik - introduktion

Laborationer i miljöfysik. Solcellen

4:4 Mätinstrument. Inledning

Tentamen i FysikB IF0402 TEN2:

Tenta Elektrisk mätteknik och vågfysik (FFY616)

Uppsala Universitet Institutionen för fotokemi och molekylärvetenskap EG FH Konjugerade molekyler

Vågrörelselära & Kvantfysik, FK januari 2012

DEN FOTOELEKTRISKA EFFEKTEN

Manual Loctite Innehåll: Innan du använder din Loctite bör du läsa denna manual noggrant. Framsidespanel Baksidespanel.

Elektriska kretsar - Likström och trefas växelström

Linnéuniversitetet. Naturvetenskapligt basår. Laborationsinstruktion 1 Kaströrelse och rörelsemängd

Roterande elmaskiner

LABORATION ENELEKTRONSPEKTRA

BFL102/TEN1: Fysik 2 för basår (8 hp) Tentamen Fysik april :00 12:00. Tentamen består av 6 uppgifter som vardera kan ge upp till 4 poäng.

Svaren på förståelsedelen skall ges på tesen som skall lämnas in.

Elektronstötförsök = /(N ),

Elektriska kretsar - Likström och trefas växelström

TENTAMEN I TILLÄMPAD VÅGLÄRA FÖR M

Laboration 2 Elektriska kretsar Online fjärrstyrd laborationsplats Blekinge Tekniska Högskola (BTH)

Polarisation laboration Vågor och optik

4:7 Dioden och likriktning.

Likström och trefas växelström. Läs i kursboken "Elektricitetslära med tillämpningar" om:

Ljusets böjning & interferens

Fotoelektrisk effekt. Experimentuppställning. Förberedelser

Mätningar på solcellspanel

Grundläggande ellära Induktiv och kapacitiv krets. Förberedelseuppgifter. Labuppgifter U 1 U R I 1 I 2 U C U L + + IEA Lab 1:1 - ETG 1

Tentamen i Optik för F2 (FFY091)

WALLENBERGS FYSIKPRIS 2016

OSCILLOSKOPET. Syftet med laborationen. Mål. Utrustning. Institutionen för fysik, Umeå universitet Robert Röding

LABORATIONSINSTRUKTION. Mätning på dioder och transistorer

Strömning och varmetransport/ varmeoverføring

4:8 Transistorn och transistorförstärkaren.

BANDGAP Inledning

Installation av fjärrströmbrytare HE842, HE843 och HE862(2).

If you think you understand quantum theory, you don t understand quantum theory. Quantum mechanics makes absolutely no sense.

Ämnesområde Hörselvetenskap A Kurs Akustik och ljudmiljö, 7 hp Kurskod: HÖ1015 Tentamenstillfälle 1

Nordisk Synsupport AB Informationsteknik för synskadade. Användarmanual & Monterings anvisning IDEA-CX

Tentamen i SK1111 Elektricitets- och vågrörelselära för K, Bio fr den 13 jan 2012 kl 9-14

4 Halveringstiden för 214 Pb

FyU02 Fysik med didaktisk inriktning 2 - kvantfysik

Var försiktig med elektricitet, laserstrålar, kemikalier osv. Ytterkläder får av säkerhetsskäl inte förvaras vid laborationsuppställningarna.

Drift & underhåll underhåll Bakvattenventil UNIVA STAUFIX FKA HUS/DEL LEVERANSOMFATTNING

Elektro och Informationsteknik LTH Laboration 4 Tidsplan, frekvensplan och impedanser

TILLÄMPAD ATOMFYSIK Övningstenta 1

12 Elektromagnetisk strålning

Svaren på förståelsedelen skall ges på tesen som skall lämnas in.

Elektriska och elektroniska. fordonskomponenter ET035G. Föreläsning 1

9-1 Koordinatsystem och funktioner. Namn:

Deponeringsbox med tidsfördröjning typ 2001-T

ANVÄNDARMANUAL. Tack för att ni köpt Cross Line laser LEO 7 Innan du använder den läs denna användarmanual.

Kvantmekanik. Kapitel Natalie Segercrantz

MOMENTLAGEN. Att undersöka verkan av krafter vars riktningslinjer ej sammanfaller.

DEMONSTRATIONER MAGNETISM II. Helmholtzspolen Elektronstråle i magnetfält Bestämning av e/m

Svaren på förståelsedelen skall ges på tesen som skall lämnas in.

4. Allmänt Elektromagnetiska vågor

Laboration i Fourieroptik

Laborationsrapport. Lab nr 8. Kurs Elinstallation, begränsad behörighet. Laborationens namn Skåpbyggnad. Kommentarer. Utförd den. Godkänd den.

ABSORPTION AV GAMMASTRÅLNING

Konstantspänningslikriktare med inbyggda batterier.

LABORATION 4 DISPERSION

LABORATION 2-3 Fysik

6. Likströmskretsar. 6.1 Elektrisk ström, I

MANUAL MYGG- OCH INSEKTSFÅNGARE För utomhusbruk Art. Nr

Övning 4 Polarisation

Svar och anvisningar

Installationsanvisning - Spisvakt Prefi 2.2

ANKOMMANDE TC STARTLINJEN. Utbildningsgruppen SWR 2003

Lik- och Växelriktning

KOMPENDIUM I RÖNTGENTEKNOLOGI

Laboration i Maskinelement

SM Serien Strömförsörjning

Bruksanvisning. Ronda EC

Bruksanvisning. Värmekanon, Galaxy 25 AP Art.:

Föreläsning 1. Vad är en elektrisk spänning? Ta en bit neutral materia

LABORATIONSHÄFTE NUMERISKA METODER GRUNDKURS 1, 2D1210 LÄSÅRET 03/04. Laboration 3 3. Torsionssvängningar i en drivaxel

Innehåll. Fysik Relativitetsteori. fy8_modernfysik.notebook. December 19, Relativitetsteorin Ljusets dualism Materiens struktur Kärnfysik

Fysikum Kandidatprogrammet FK VT16 DEMONSTRATIONER MAGNETISM II. Helmholtzspolen Elektronstråle i magnetfält Bestämning av e/m

MJ1145-Energisystem VT 2015 Föreläsning om att hålla balans i elnät: L2-L3. Kraftsystemet = en lång cykel. Syftet med ett kraftsystem:

ELLÄRA. Denna power point är gjord för att du ska få en inblick i elektricitet. Vad är spänning, ström? Var kommer det ifrån? Varför lyser lampan?

a), c), e) och g) är olikheter. Av dem har c) och g) sanningsvärdet 1.

Nordisk Synsupport AB Informationsteknik för synskadade. Användarmanual & Monterings anvisning IDEA-SCX

Kompletterande lösningsförslag och ledningar, Matematik 3000 kurs B, kapitel 1

Diffraktion och interferens

varandra. Vi börjar med att behandla en linjes ekvation med hjälp av figur 7 och dess bildtext.

BASFYSIK BFN 120. Laborationsuppgifter med läge, hastighet och acceleration. Epost. Namn. Lärares kommentar

Korrosion laboration 1KB201 Grundläggande Materialkemi

TOPAZ PHD. Användarmanual

En ideal op-förstärkare har oändlig inimedans, noll utimpedans och oändlig förstärkning.

Svar och anvisningar

Motor för modulerande reglering AME 435

Installationsanvisning för fläktkonvektor MVP. Anläggning:. Datum:. Utgåva

Instuderingsfrågor för godkänt i fysik år 9

Kapacitansmätning av MOS-struktur

1. INLEDNING 2. TEORI. Arbete A4 Ab initio

7. Atomfysik väteatomen

Tentamen. Fysik del B2 för tekniskt / naturvetenskapligt basår / bastermin BFL 120 / BFL 111

Mät spänning med en multimeter

Tentamen i Fotonik , kl

Transkript:

PLANCKS KONSTANT Uppgift: Materiel: Att undersöka hur fotoelektronernas maximala kinetiska energi beror av frekvensen hos det ljus som träffar fotocellen. Att bestämma ett värde på Plancks konstant genom att använda Einsteins fotoelektriska ekvation. Att bestämma gränsfrekvensen för fotoeffekten med denna fotocell. Fotocell med tillbehör Optiklampa Spänningsaggregat Voltmeter Mätförstärkare Färgfiltersats Skärmad kabel med BNC- och banankontakter Laboratoriesladdar. Koppling: Ställ upp fotocellen i sin box på det sätt som anvisas. Koppla in voltmetern på det sätt som anges på boxen. Mätförstärkaren används som amperemeter och ansluts med hjälp av den skärmade kabeln. I boxen finns också en vridresistor som används för att variera backspänningen till fotocellen. Optiklampan sätts upp i ett stativ eller bara en stativfot enligt anvisning Utförande: Vrid ned backspänningen till V och placera filtret för störst våglängd så nära framför fotocellen som möjligt, antingen i en hållare eller direkt på boxen om denna ligger ned med anslutningarna uppåt. Ställ strömställaren på boxen i läget on och öka spänningen över optiklampan till märkdata. På mätförstärkaren kan vi nu avläsa en ström som ett mått på antalet fotoelektroner, dvs elektroner som slagits ut ur fotocellens katod. Öka backspänningen och konstatera att strömmen minskar dvs att antalet elektroner som passerar från katod till anod i det elektriska fältets riktning minskar. Detta betyder ju att de elektroner som lösgörs inte har samma rörelseenergi eftersom de bromsas av det elektriska fältet. När strömmen minskat till noll har även de mest energirika fotoelektronerna bromsats och vänt innan de nått anoden. Deras energi kan enkelt beräknas som spänningen då detta inträffar multiplicerat med elektronens laddning. Uttryckt i enheten ev får vi samma mätetal som för spänningen. Anteckna spänningen i tabellen. Placera nästa filter i en ny hållare och placera detta framför det förra filtret innan detta tas bort eller håll det ovanför det förra filtret medan detta tas bort. Öka backspänningen tills strömmen blir noll och fortsätt så med de övriga filtren. De använda filtren släpper igenom ljus med våglängder inom ett intervall. I nedanstående tabell anges den kortaste våglängden för resp. filter. Beräkna frekvenserna för ljus med de angivna våglängderna och för in i tabellen.

Tabell : Färg, våglängd, frekvens och backspänning för de använda filtren. Färg Våglängd Röd 62 Orange 575 Gulgrön 53 Blågrön 47 Blå 44 Violett 38 Spänning U (V) Bearbetning: Rita en graf med fotoelektronernas maximala kinetiska energi på den lodräta axeln och ljusets frekvens på den vågräta. Ekvationen för grafen visar att fotoelektronernas kinetiska energi W (vänsterledet) beror linjärt av ljusets frekvens. Eftersom ekvationens vänsterled har enheten ev, dvs en energienhet, så har även övriga termer samma enhet. Lutningen k har alltså enheten ev/hz eller evs. Om vi multiplicerar med värdet på enhetsladdningen e får vi istället enheten Js. Detta samband brukar kallas Einsteins fotoelektriska ekvation. Lutningen k är den konstant som brukar kallas Plancks konstant och betecknas h. Bestäm även ur grafen den minsta frekvens, gränsfrekvensen, för vilken fotoeffekten nätt och jämnt inträffar Resultat:

Kommentarer till laborationen Materiel: Till varje laborationsgrupp behövs: Fotocell med tillbehör art nr 9-73733 Optiklampa t ex 7-47 Spänningsaggregat t ex art nr 3-58 Voltmeter t ex art nr 2-23 Mätförstärkare art nr 2-55455 Färgfiltersats art nr 9-7 Skärmad kabel med BNC- och banankontakter (levereras med fotocellen) Laboratoriesladdar. Om boxen med fotocellen läggs på laborationsbordet kan färgfiltren läggas direkt över fotocellen. Då sätts optiklampan upp i ett stativ och ljuset riktas vertikalt mot filtret. Stativet måste då ställas så att risken för att lampan skall välta är minimal. Ett annat sätt att arrangera materielen är att ställa boxen så att sidan med anslutningar blir vertikal. Då behöver man två hållare för filter (art nr 7-4735) Exempel på mätresultat Färg Våglängd Spänning U (V) Röd 62 4,84E+4,27 Orange 575 5,2E+4,44 Gulgrön 53 5,66E+4,58 Blågrön 47 6,38E+4,79 Blå 44 6,8E+4,94 Violett 38 7,89E+4,5 W (ev),4,2,8,6,4,2 W = 2,89E f -,8E+,E+ 2,E+4 4,E+4 6,E+4 8,E+4,E+5 Figur : Fotoelektronernas maximala rörelseenergi som funktion av ljusets frekvens

Om grafen extrapoleras så att den skär den lodräta axeln får vi följande bild. W (ev),5 W = kf + W o,5,e+ -,5,E+5 - W o -,5 Eftersom ekvationens vänsterled har enheten ev, dvs en energienhet, så har även övriga termer samma enhet. Lutningen k har alltså enheten ev/hz eller evs. Om vi multiplicerar med värdet på enhetsladdningen e får vi istället enheten Js. Lutningen k är den konstant som brukar kallas Plancks konstant och betecknas h. k = 2,89 evs h = 2,89,62-9 Js 4,63-34 Js Gränsfrekvensen för fotoeffekt blir 3,74 4 Hz vilket motsvarar våglängden 82 nm. Det värde vi får är ungefär 3 % för lågt men är vad man kan förvänta sig med denna utrustning. Vi kan dock tydligt visa att fotoelektronernas energi beror av ljusets frekvens och inte av dess intensitet. Det är lätt att de det senare genom att variera spänningen till ljuskällan och konstatera att den backspänning som behövs för att stoppa fotoelektronerna inte påverkas av detta. Om vi väljer medianvärdet för de våglängdsintervall som filtren släpper igenom får vi: Tabell 2: Våglängd, frekvens och backspänning vitt ljus och bredbandsfilter Färg Våglängd Spänning U (V) Violett 45 7,22E+4,5 Blå 465 6,45E+4,94 Blågrön 495 6,6E+4,79 Gulgrön 55 5,45E+4,58 Orange 592 5,6E+4,44 Röd 685 4,38E+4,27

W (ev) W = 3,2E f -,5E+,4,2,8,6,4,2,E+ 2,E+4 4,E+4 6,E+4 8,E+4 Figur 2: Fotoelektronernas maximala rörelseenergi som funktion av ljusets frekvens k = 3,2 evs h = 3,2,62-9 Js 5,3-34 Js