ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

по учебному курсу «Физика - 3»

(наименование учебного курса)
Вариант 2

Лабораторная работа № 2 «Внешний фотоэффект. Тепловое излучение и квантовая природа света»

Цель работы:

• 
  Знакомство с квантовой моделью внешнего фотоэффекта.
  
• 
  Экспериментальное подтверждение закономерностей фотоэффекта.
  

Экспериментальное определение красной границы фотоэффекта, работы выхода фотокатода и постоянной Планка.

Схема установки



Эксперимент 1

Красная граница фотоэффекта для цинка λ_кр = 294 нм

Эксперимент 2

Таблица 1. Результаты измерений (вещество - цинк)

Номер измерения1234U_зап.i, В-0,5-1,5-2,5-3,5λ_i, нм2592161841601/λ_i, 10⁶ м^-140004629,65434,86250

График зависимости напряжения запирания U_зап от обратной длины волны 1/λ



Расчетная формула:

h = (e/c) ∙ (ΔU_зап/Δ1/λ),
где e - заряд электрона, e = 1,602 ∙ 10^-19 Кл,

с - скорость света в вакууме, с = 2,998 ∙ 10⁸ м/с
Среднее значение постоянной Планка по графику:

h = ((1,602 ∙ 10^-19)/(2,998 ∙ 10⁸) ∙ (1,5/1125 ∙ 10³) = 7,12 ∙ 10^-34 Дж/с
Формула для расчета абсолютной погрешности измерения постоянной Планка:
Δh = (h) ∙ √(ε_u² + ε_λ²)

ε_u² = (ΔU²_зап.max + ΔU²_зап.min)/(U_зап.max - U_зап.min)²

ε_λ² = ((1/λ_min)⁴ ∙ Δλ²_min + (1/λ_max)⁴ ∙ Δλ²_max)/(1/λ_min - 1/λ_max)²
где U_зап.max и U_зап.min соответственно максимальное и минимальное значения напряжения запирания в эксперименте 2, λ_min и λ_max соответственно максимальное и минимальное значения длины волны излучения в эксперименте 2.

ΔU_зап.max = ΔU_зап.min = 0,05 В - абсолютные погрешности измерения напряжения

---

Δλ_min = Δλ_max = 1 нм - абсолютные погрешности измерения длины волны.
ε_u² = (0,05² + 0,05²)/(-3,5 - (-0,5))² = (0,0025 + 0,0025)/(12,25 - 3,5 + 0,25) =

= 0,00056
ε_λ² = (1,53 ∙ 10^-9 + 0,22 ∙ 10^-9)/(0,00625 - 0,00386)² = 0,00031
Δh = 7,12 ∙ 10^-34 ∙ √(0,00056² + 0,00031²) = 7,12 ∙ 10^-34 ∙ 0,00064 = 0,0045 ∙ 10^-34
Значение работы выхода материала фотокатода

А_вых = 4,2 эВ
Вывод:

- Экспериментально подтвердили, что максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов линейно растет с частотой света и не зависит от его интенсивности.

- Экспериментально определили красную границу фотоэффекта и постоянную Планка

---

Смотрите также файлы

• Решение логических задач Таблицы истинности a b a b 0.pptx

• Практикум для академического бакалавриата под общ ред. А. З. Бобылевой. М. Издательство Юрайт, 2016. 639 с.pptx

• А. В. Фетисова Екатеринбург 2017.pdf

• Расстояние между двумя щелями в опыте Юнга равно.docx

• Лекция 1 Введение в предмет. Профилактика хирургической внутрибольничной инфекции Введение.docx