Zjawisko fotoelektryczne i wyznaczanie stałej Plancka.
Zagadnienia do opracowania.
- Dualizm korpuskularno– falowy światła.
- Pochodzenie pasm energetycznych w ciałach stałych.
- Podział ciał stałych na metale, półprzewodniki i izolatory w oparciu o model pasmowy.
- Fotonowa hipoteza Einsteina.
- Praca wyjścia elektronu z metalu.
- Zewnętrzny efekt fotoelektryczny.
- Równanie Einsteina zjawiska fotoelektrycznego.
- Wyznaczanie częstotliwości progowej w doświadczeniu Millikana.
- Budowa i zasada działania fotokomórek. Charakterystyki fotokomórek.
- Budowa lamp spektralnych.
- Układ optyczny i zasada działania monochromatorów pryzmatycznych.
- Podstawowe własności monochromatorów.
- Metoda wyznaczania stałej Plancka i pracy wyjścia elektronów z fotokatody z pomiarów napięcia hamowania.
Zestaw przyrządów.
- Fotokomórka Sb-Cs.
- Zasilacz fotokomórki.
- Monochromator SPM2.
- Soczewka.
- Lampa rtęciowo kadmowa.
- Zasilacz lampy.
- Wzmacniacz pomiarowy.
- Dwa multimetry.
Literatura.
-
- J. Kamler,A. Mańk – „Odbiorniki fotoelektryczne i ich zastosowanie”, WNT, Warszawa 1966.
- Sz. Szczeniowski – „Fizyka doświadczalna. Część V: Fizyka atomu”, PWN, Warszawa 1974.
- M.N. Rudden, J. Wilson – „Elementy fizyki ciała stałego”, PWN, Warszawa 1975.
- E. Helbig – „Podstawy fotometrii”, WNT, Warszawa 1975.
- T. Dryński – „Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki”, PWN, Warszawa 1980.
- R.I. Sołouchin – „Optyka i fizyka atomowa. Ćwiczenia laboratoryjne”, PWN, Warszawa 1982.
- R. Eisberg, R. Resnick – „Fizyka kwantowa atomów, cząstek, ciał stałych, jąder i cząstek elementarnych”, PWN, Warszawa 1983.
- D. Kunisz – „Fizyczne podstawy emisyjnej analizy widmowej”, PWN, Warszawa 1973.
- F. Kaczmarek – „Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki dla zaawansowanych”, PWN, Warszawa 1982.
- W. Demtröder – „Spektroskopia laserowa”,PWN, Warszawa 1993.
- C. Kittel – „Wstęp do fizyki ciała stałego”, PWN, Warszawa 1999.
- J. Orear – „Fizyka”, T.2., Wydawnictwo Naukowo – Techniczne, Warszawa 1998.
- V. Acosta , C.L. Cowan, B.J. Graham – „Podstawy fizyki współczesnej”, PWN, Warszawa 1981.
- Cz. Bobrowski – „Fizyka– krótki kurs”, Wydawnictwo Naukowo – Techniczne, Warszawa 1998.
- Demtröder – “Atoms, Molecules and Photons: an Introduction to Atomic-, Molecularand Quantum-Physics”, Springer, Berlin 2006.
- A. Reimann – “Physics”, Vol. III: “Modern Physics”, Harper&Row, Publishers Inc., 1973.
- J. Orear – “Physics”, Vol. 2., Macmillan Publishing Co., Inc., 1979.
- V. Acosta, C.L. Cowan, B.J. Graham – “Essentials of Modern Physics”, Harper&Row , Publishers, New York 1973.
- A.P. Arya – “Fundamentals of Atomic Physics”, Allyn&Bacon, Inc., Boston 1971.
- R. Eisberg, R. Resnick – “Quantum Physics of Atoms, Molecules, Solids, Nuclei , and Particles”, John Wiley&Sons, Inc., 1974.
- C. Kittel – “Introduction to Solid State Physics”, Wiley, 2004.
The photoelectric effect and the determination of Planck’s constant
Background theory
- Wave – particle duality of light.
- Origin of energy bands in solids.
- Categorising solids into metals, semiconductors and insulators based on their band structure.
- Einstein’s photon hypothesis.
- Work function of electrons in a metal.
- Photoelectric effect.
- Einstein’s equation of photoelectric effect.
- Determining the threshold frequency in Millikan’s experiment.
- Construction and operation of photocells. Characteristics of photocells.
- Construction of spectral lamps.
- The optics and operating principles of prismatic monochromators.
- Basic properties of monochromators.
- Method of determining Planck’s constant and electron work function from photocathode decelerating voltage measurements.
Apparatus
- Sb-Cs photocell.
- Photocell power supply.
- SPM2 monochromator.
- Lens.
- Mercury – cadmium lamp.
- Lamp power supply.
- Measuring amplifier.
- Two multimeters
Literature
- W. Demtröder – “Atoms, Molecules and Photons: an Introduction to Atomic-, Molecular‑and Quantum-Physics”, Springer, Berlin 2006.
- A. Reimann – “Physics”, Vol. III: “Modern Physics”, Harper & Row, Publishers Inc., 1973.
- V. Acosta, C.L. Cowan, B.J. Graham – “Essentials of Modern Physics”, Harper & Row, Publishers, New York 1973.
- A.P. Arya – “Fundamentals of Atomic Physics”, Allyn & Bacon, Inc., Boston 1971.
- R. Eisberg, R. Resnick – “Quantum Physics of Atoms, Molecules, Solids, Nuclei, and Particles”, John Wiley & Sons, Inc., 1974.
- C. Kittel – “Introduction to Solid State Physics”, Wiley, 2004.
Dodaj komentarz
Chcesz się przyłączyć do dyskusji?Feel free to contribute!