Praktikum z atom. a jad. f. | úloha A9

### Studium fotoelektrického jevu. Určení Planckovy konstanty.

Studijní text

Pracovní úkol:

1. Změřte voltampérové charakteristiky fotonek GKE, GKV.
2. Rozborem charakteristik zjistěte, která z nich je vakuová a která je plynem plněná.
3. Změřte VA charakteristiky vakuové fotonky pro záporné hodnoty anodového napětí.
4. Zpracováním výsledků měření určete hodnotu Planckovy konstanty.

Základní vztahy a klíčová slova

Fotoefekt vnitřní a vnější, Einsteinův vztah, výstupní práce, energetická hrana fotoefektu. Fotonky, zapojení v propustném a závěrném směru [6],[10].

Postup měření

ad 1)
Pro osvětlení použijte rtuťové výbojky s filtrem Hg Mon 546. Měřte s malými hodnotami osvětlení fotonek. Osvětlení nastavujte irisovou clonou a volte jej tak, aby proud fotonkou nepřesáhl 1 uA při maximálním napětí. Měřte v oboru 0<Ua<60 V.

ad 2)

1. Fotonka použitá v našem experimentu má maximum spektrální citlivosti v ultrafialové oblasti. Při měření se sodíkovou výbojkou a žlutými čarami rtuti je fotonka málo citlivá a na pikoampérmetru je tudíž malá výchylka při zcela otevřené irisové cloně (asi 10 dílků při nejcitlivějším rozsahu). Proto doporučujeme měřit tak, že brzdným napětím nastavujeme výchylku pikoampérmetru na celé dílky stupnice a k těmto hodnotám odečítáme napětí na voltmetru, jehož stupnice je jemněji dělena.
2. Vzhledem k tomu, že se provádí extrapolace na nulovou hodnotu Ia a závislost anodového proudu na brzdném napětí je právě v oblasti malých proudů zakřivena, je třeba tuto část charakteristiky pečlivě proměřit.
3. Abychom odstranili možný vliv prostorového náboje na výsledek měření, je nutné měřit s co možná nejmenší intensitou osvětlení fotonky (výchylka pikoampérmetru při nulovém brzdném napětí maximálně třicet dílků stupnice při nejcitlivějším rozsahu).
4. U použité fotonky nelze odstranit malou fotoemisi anody. Tento jev lze omezit malým osvětlením fotonky, ale v oblasti malé citlivosti fotonky (žlutá oblast) se přece projeví. Při extrapolaci na nulovou hodnotu Ia je proto třeba k tomuto přihlédnout. Ve svém důsledku způsobí zmenšení přesnosti měření. Přibližný tvar závislosti Ia = Ia(Ua) je na obr.1.

   Obr. 1

   Čárkovaně je vyznačena nasycená hodnota proudu Is tekoucího od anody ke katodě. Tuto hodnotu nutno zjistit u každé charakteristiky zvlášť. Předpokládáme-li, že v rozhodující části charakteristiky A, B je tento proud již nasycen, je možno extrapolovat závislost Ia = Ia(Ua) k hodnotě -Is. V případě neplatnosti předpokladu o nasycení proudu anoda-katoda v oblasti AB vzniká nepřesnost v extrapolované hodnotě U0, kterou lze odhadnout asi na +-0,1 V. Tato hodnota se ovšem případ od případu liší. Je tedy tředa provést rozbor přesnosti extrapolace pro každou charakteristiku zvlášť.

Chyba Zpět Literatura

Vojtěch Hanzal

0 | 0 | 0 | 9 | 2 | 0 | 7

Tomáš Drbohlav, 2. 11. 2007