Planck konstanten

målt ved fotoelektrisk effekt på Cs

Formål.

At bestemme Planck's konstant udfra forsøg med den fotoelektriske effekt.

Apparatur.

Lyset leveres af en kviksølvlampe. Det går igennem et filter (tre indstilninger) på sin vej ind i en kasse, der indeholder et særlig rør, som virker ca. som en foto-celle (sol-celle). I røret er der et gitter, bag det en "bagvæg" af Cæsium (Cs). Gitteret og bagvæggen er forbundet til en spændingskilde, i serie med et lys-plet galvanometer.

Teori.

Lys fra kviksølvlampen sendes igennem et filter, så kun én spektrallinie ad gangen går igennem filter, rørets væg og gitteret for så at ramme bagvæggen. Her vil lyset løsrive elektroner, der giver ophav til en svag strøm, som kan registreres på galvanometeret. Ved at forøge modspændingen, U, kan man stoppe strømmen.

Der gælder nu at

Fejlkilder:

1. Noget af lyset spejles i Cs-anoden, og rammer gitteret,
2. hvorfra der så udsendes elektroner.
3. Nogle af Cs kernerne fordamper fra anoden.

Begge giver anledning til en strøm, som tildels ophæver den vi måler på.

Fremgangsmåde.

Vi vil ikke med galvanometeret måle strømstyrken absolut, det er nok at have en relativ måling, så man er i den ejendommelige situation, at man måler strømstyrke fx. i "cm udslag". Man starter med at ca. nulstille galvanometeret. Det må så ikke flyttes under forsøget, for ikke at ændre nulstillingen. Kviksølvlampen stilles ca 1,5 cm fra filteret, der dækker røret. Den må nu heller ikke flyttes under hvert delforsøg, for ikke at ændre ved den lysmængde, der rammer røret. Med meget små trin (fx. 0,02V) forøges U nu, og sammenhørende værdier af U og I findes. Filteret stilles på en ny bølgelængde, og forsøget gentages, i alt skal det udføres tre gange.

Talbehandling.

For hver af de tre farver optegnes en U-I graf, og det skønnes hvor grafen går over fra at være exponentielt (?) aftagende til lineært aftagende (næsten konstant). Spændingen, hvor dette sker kaldes Ustop. Der er formodentlig et mindre usikker-hedsinterval, hvori Ustop ligger. U_stop svarer netop til hvilken energi? Med et passende valg af akser, afsættes de tre usikkerheds-intervaller (lodret) i et f-E diagram, med lysets frekvens på første-aksen. Der tegnes en bedste rette linie gennem intervallerne. Forklar, hvor/hvordan man kan aflæse h og A_L.

Rapporten

bør indeholde en beskrivelse i dine egne ord af forsøget og teorien bag.

De tre U-I grafer inkluderes, samt selvfølgelig den f-E graf, hvor h og A_L er aflæst.

Lav et overslag over usikkerheden på de to størrelser, og kontrollér med databog.