(A9) Studium fotoelektrického jevu. Určení Planckovy konstanty.

Studijní text

1. Změřte voltampérové charakteristiky fotonek GKE, Phywe.
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.

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

Pro osvětlení použijte rtuťovou výbojku s filtrem Hg Mon 546. Měřte s malými hodnotami osvětlení fotonek. Osvětlení nastavujte irisovou clonou a volte jej tak, aby proud fotonkou nepřesáhl 100 nA při maximálním napětí. Měřte v oboru -3 < U_a < 100 V s krokem alesoň 0,5 V (nebo jemnějším) na rozsahu 200 nA.

1. Vzhledem k tomu, že se provádí extrapolace proudu I_a na nasycenou hodnotu - I_s a závislost anodového proudu na brzdném napětí je právě v oblasti malých proudů zakřivena, je třeba tuto část charakteristiky pečlivě proměřit. Měřte v oboru -0,5 > U_a > -3,0 V  s krokem alespoň -0,1 V (raději -0,05 V) - pozor na znaménko kroku!
2. Abychom odstranili možný vliv prostorového náboje na výsledek měření, je nutné měřit s co možná nejmenší intensitou osvětlení fotonky (proud pikoampérmetrem při nulovém brzdném napětí do 30nA).
3. U použité fotonky nelze odstranit malou fotoemisi anody. Při určování hodnoty V₀ je třeba postupovat podle popisu k obrázku 4 ve studijním textu. Nasycený proud I_s, tekoucí od anody ke katodě, je nutno určit pro každou charakteristiku zvlášť. Jako vodítko pro zjištění jeho hodnoty lze použít oblast mezi 1,5 a 2-násobkem brzdného napětí, pro něž je I_a = 0. Volbou oblasti A - U₀ může vzniknout nepřesnost v extrapolované hodnotě V₀, kterou lze odhadnout asi na ±0,1 V. Tato hodnota se ovšem případ od případu liší. Je tedy třeba provést rozbor přesnosti extrapolace pro každou charakteristiku zvlášť.

Bezprostředně po měření ověřte jeho správnost zpracováním přibližných výsledků s použitím hodnot U₀ pro jednotlivé frekvence rtuťového spektra.