protokol_Planckuv_jev10

FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUMÚstav fyzikyFEKT VUT BRNO
Meno ODNREJ BOHAČIAK
Kód
89607
Ročník 1
Odbor BIT
Skupina 1BIA
Kruh 60
Spolupracoval
Michal Blažek
Merané dňa15.03.2004
Odovzdané dňa 29.03.2004
Príprava
Opravy
Učiteľ
Hodnotenie
Názov úlohy
Fotoelektrický jav a Planckova konŠtanta
Číslo úlohy
24

1. ÚLOHA MERANIA
A Stanovte Planckovu konštantu z merania fotoelektrického javu. Určite výstupnú prácu použitej fotónky.
B Určite Planckovu konštantu z merania na luminiscenčných diódach.
2. TEORETICKÝ ROZBOR
Planckova konštanta
Vlnenie charakterizujeme frekvencii f a vlnovou dĺžkou . Pre častice je charakteristická energia W a hybnosť p. Oba prístupy - vlnový i časticový - sú navzájom propojené vzťahmi
W = hf(1)
(2)
Spojovacím článkom je Planckova konštanta h. Je to univerzálna fyzikálna konštanta a jej hodnota je h=6,626.10-34 Js. Často sa s touto konštantou môžeme stretnúť v tvare Potom sa však objavuje spoločne s kruhovou frekvenciou  a vzťah (1) má tvar
W = h

Planckovu konštantu sa pokúsime zmerať dvoma spôsobmi pri priebehu dvoch rôznych javov. V jednom to bude fotoelektrický jav, pri ktorom je svetlo absorbované, v druhom pôjde o emisiu svetla v luminiscenčnej dióde.
A Stanovenie Planckovej konštanty z vonkajšieho fotoelektrického javu
Uvoľňovanie elektrónov z povrchu látok do vonkajšieho prostredia pôsobením elektromagnetického žiarenia (svetla) nazývame vonkajším fotoelektrickým javom. Vnútorný fotoelektrický jav je názov pre generovanie voľných nosičov, ktoré i potom zostávajú vo vnútri látky. Vysvetlenie vonkajšieho fotoelektrického javu pochádza z roku 1905 a je od Alberta Einsteina, ktorý zaň získal Nobelovu cenu. Elektromagnetické žiarenie frekvencie f je pohlcované v kvantách, fotónoch, ktorých energia W je frekvencii f úmerná. Tento vzťah je popísaný rovnicou (1), kde konštantou úmernosti je hľadaná Planckova konštanta. Fotoelektrón, čo je elektrón, ktorý absorboval fotón, môže opustiť povrch ožiarenej látky len ak pohltená energia je väčšia ako energia potrebná k tomu, aby sa dostal z látky von. Pre túto energiu sa ustálil názov výstupnej práce a označuje sa symbolom A. Po opustení povrchu látky zostáva fotoelektrónu kinetická energie Wk rovná rozdielu energie pohlteného kvanta hf a výstupná práca A,
Wk = hf - A (4)

Ak priblížime vo vákuu k osvetlenej látke - fotoelektróde - ďalšiu elektródu (zbernú elektródu), budú na ňu fotoelektróny dopadať. Ak spojíme obe elektródy vonkajším obvodom, začne tiecť prúd. Súčiastka, ktorá pracuje na popísanom princípe sa nazýva vákuová fotónka.
Ak vložíme medzi obe elektródy napätie U tak, že fotoelektróda bude kladná voči zbernej elektróde, budú fotoelektróny na svojej ceste medzi fotoelektródou a zbernou elektródou brzdené. S rastúcim napätím U sa bude prúd vonkajším obvodom zmenšovať. Pri istom napätí U= Ub , ktoré nazveme napätím brzdným, prúd vonkajším obvodom ustane. Práca eUb , ktorú je treba v brzdiacom elektrickom poli vykonať pri prechode medzi oboma elektró