Page 8 - Φωτοηλεκτρικό φαινόμενο

4ο Πείραμα: Υπολογισμός της σταθεράς του Plank και του έργου εξαγωγής

Θεωρία: Από την φωτοηλεκτρική εξίσωση του Einstein Κmax=eV0=hf-Φ ή V0=(h/e)f-(Φ/e).
Από τη γραφική παράσταση της τάσης αποκοπής με την συχνότητα μπορούμε υπολογίζοντας την
κλίση να βρούμε το (h/e) και γνωρίζοντας το φορτίο του ηλεκτρονίου να υπολογίσουμε την σταθερά
του Planck
Η γραφική παράσταση του σχήματος έγινε με το excel όπου με την εφαρμογή της παλινδρόμησης
(αρχή ελαχίστων τετραγώνων) χαράχτηκε η ευθεία γραμμή και υπολογίστηκε η κλίση h/e.

ΕΚΤΕΛΕΣΗ ΠΕΙΡΑΜΑΤΟΣ
• Τοποθετούμε με τη σειρά τα διάφορα φίλτρα και χρησιμοποιώντας μέτρια ένταση ακτινοβολίας
και μετράμε κάθε φορά την αντίστοιχη τάση αποκοπής. Κατασκευάζουμε αντίστοιχο πίνακα
τιμών.
• Σχεδιάζουμε το αντίστοιχο διάγραμμα φέρνοντας την ευθεία γραμμή που είναι όσο το δυνατόν
πλησιέστερα στα σημεία του πειράματος. Υπολογίζουμε την κλίση h/e=ΔV/Δf
Φίλτρα (d=σταθ) λ (10 m) f=c/λ (x10 Hz) Τάση αποκοπής |V0| (Volt)
-7
15
Κόκκινο 6,3 0,48 0,315
Πορτοκαλί 5,8 0,52 0,47
Κίτρινο σκούρο 5,5 0,55 0,52
Κίτρινο 5,1 0,59 0,61
Πράσινο 5,2 0,58 0,735
Μπλέ 4,7 0,64 1,045

Θεωρία: Είναι eV0=hf-Φ ή V0=(h/e)f-(Φ/e). Από τη γραφική παράσταση της τάσης
αποκοπής με την συχνότητα υπολογίζω την κλίση της βέλτιστης ευθείας που είναι το (h/e)
δηλ. h/e=ΔV/Δf.
Η γραφική παράσταση του σχήματος έγινε με το excel όπου με την εφαρμογή της
παλινδρόμησης (αρχή ελαχίστων τετραγώνων) χαράχτηκε η ευθεία γραμμή και
υπολογίστηκε η κλίση h/e.

Τάση αποκοπής |V | (Volt)
0
1,5
y = 4,2091x - 1,7289
1 ΔV
Τάση αποκοπής (V) -0,5 0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 Δf 0,60 0,70
0,5
0

-1
-1,5
-2
Συχνότητα (x10 Hz)
14

-15
-34
-19
-15
-15
h/e=4,21x10 V·s  h=4,21x10 eV·s=4,21x10 x1,6x10 J·s h=6,736x10 J·s
Έργο εξαγωγής:
1ος τρόπος:
15
Από το διάγραμμα για V=0 έχουμε f0=0,41x10 Hz.
15
-15
-19
Άρα Φ=hf0=2,768x10 J ή Φ=4,21x10 eV·s x 0,41x10 Hz=1,73 eV
2ος τρόπος:
Από το διάγραμμα είναι -Φ/e= -1,73V Άρα Φ=1,73 eV
7 - Φωτοηλεκτρικό φαινόμενο, ΕΚΦΕ Καρδίτσας