protokol_Planckuv_jev9

je třeba v brzdicím elektrickém poli vykonat při přechodu mezi oběma elektrodami, dosáhla právě hodnoty kinetické energie Wk , kterou má fotoelektron k dispozici. Platí tedy
eUb = Wk = hf - A(5)
a pro brzdné napětí
(6)
Vidíme, že brzdné napětí Ub je lineární funkcí frekvence f dopadajícího záření. Stanovit brzdné napětí pro světlo jediné frekvence však pro výpočet Planckovy konstanty nestačí. Ve vztahu (6) je ještě jiná neznámá - výstupní práce. Potřebujeme tedy nejméně jedno další měření. Navíc, jak při měření uvidíme, lze brzdné napětí určit pouze s jistou znatelnou tolerancí. Každá další změřená hodnota sníží chybu měření. Budeme proto měřit závislost brzdného napětí na frekvenci světla, kteým fotonku ozařujeme. Planckovu konstantu vypočítáme jako suočin náboje elektronu e a směrnice přímkové závislosti Ub = Ub(f),
(7)
Kromě Planckovy konstanty máme možnost stanovit z grafu také výstupní práci fotoelektrody použité fotonky. Možnost získání monochromatického světla nabízí kolorimetr SPEKOL 10.
Určení Planckovy konstanty pomocí luminiscenčních diod (LED)
Pro energii emitovaného fotonu platí
eUF = hf (8)
kde eUF je rozdíl zdánlivých Fermiho (kvazi - Fermiho) hladin oblastí P a N. Napětí, které je přístupno měření, je vnější napětí Ud přikládané na diodu, platí Ud > U. S použitím Ud můžeme vztah (8) přepsat na
eUd = hf + e(Ud - UF) (9)
Poslední člen v rovnici zahrnuje nejrůznější ztráty spojené s transportem nosičů v látce. I když tyto ztráty nejsou velké, budeme hodnotu Planckovy konstanty, vypočítanou ze zbytku rovnice po zanedbání tohoto členu, považovat pouze za orientační. Při měřní s luminiscenční diodou potřebujeme tedy zjistit napětí přiložené na diodu a frekvenci, na niž připadá maximum vyzářené energie. K měření použijeme opět monochromátor, fotonky a zesilovač přístroje SPEKOL 10. Místo zdroje bílého světla zasuneme do vstupního otvoru monochromátoru diodu LED zabudovanou do speciálního přípravku.





Postup při měření : Měření 1.Na SPEKOLU 10, kterým budeme indikovat nulový proud, nastavíme nulu. Ujistíme se, že na fotonku nedopadá světlo a brzdící napětí je nulové.Nastavíme vlnovou délku 400nm, otevřeme clonu - na indikátoru se objeví výchylka. Její vhodnou velikost ( větší než 50 dílků stupnice) nastavíme knoflíkem plynulé regulace.Zvyšujeme brzdící napětí a snažíme se co nejpřesněji určit, kdy proud fotonkou klesne na nulu. To je okamžik, v němž odečteme brzdné napětí. Poznámka: Často se stává, že při dalším růstu brzdícího napětí nezůstane, jak bychom očekávali, indikátor na nule, ale začne se pohybovat do záporných hodnot. To lze vysvětlit tím, že malá část elektronů je emitována i ze sběrné elektrody a brzdící napětí jim usnadní cestu k f