... vše o fyzikálním praktiku najdete právě na těchto stránkách
UK • MFF • KVOF
Zde můžete vidět rozdíly mezi vybranou verzí a aktuální verzí dané stránky.
Obě strany předchozí revize Předchozí verze Následující verze | Předchozí verze Následující verze Obě strany příští revize | ||
zadani:409 [ 3.09.2013 10:07] 127.0.0.1 upraveno mimo DokuWiki |
zadani:409 [14.02.2024 13:39] Hanzal Vojtěch RNDr. [Ad 3)] |
||
---|---|---|---|
Řádek 1: | Řádek 1: | ||
====== (A9) Studium fotoelektrického jevu. Určení Planckovy konstanty. ====== | ====== (A9) Studium fotoelektrického jevu. Určení Planckovy konstanty. ====== | ||
- | [[:zadani:texty:txt_a09|Studijní text]] | + | **[[:zadani:texty:txt_a09|Studijní text]]** |
+ | |||
===== Pracovní úkol ===== | ===== Pracovní úkol ===== | ||
Řádek 22: | Řádek 24: | ||
===== Postup měření ===== | ===== Postup měření ===== | ||
- | ==== ad 1) ==== | + | ==== Ad 1) ==== |
- | Pro osvětlení použijte rtuťové výbojky s filtrem Hg Mon~546. | + | Pro osvětlení použijte rtuťovou výbojku s filtrem Hg Mon~546. |
Měřte s malými hodnotami osvětlení fotonek. Osvětlení | Měřte s malými hodnotami osvětlení fotonek. Osvětlení | ||
nastavujte irisovou clonou a volte jej tak, aby proud | nastavujte irisovou clonou a volte jej tak, aby proud | ||
- | fotonkou nepřesáhl 1~uA při maximálním napětí. Měřte v | + | fotonkou nepřesáhl 100~nA při maximálním napětí. **Měřte v |
- | oboru 0<//U<sub>a</sub>//<60~V. | + | oboru -3~<~//U<sub>a</sub>//~<~100~V** s krokem alesoň 0,5 V |
- | + | (nebo jemnějším). | |
- | ==== ad 2) ==== | + | |
- | + | ||
- | - 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. | + | |
- | - Vzhledem k tomu, že se provádí extrapolace na nulovou hodnotu //I<sub>a</sub>// a závislost anodového proudu na brzdném napětí je právě v oblasti malých proudů zakřivena, je třeba tuto část charakteristiky pečlivě proměřit. | + | |
- | - 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). | + | |
- | - 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 //I<sub>a</sub>// je proto třeba k tomuto přihlédnout. Ve svém důsledku způsobí zmenšení přesnosti měření. Přibližný tvar závislosti //I<sub>a</sub>~=~I<sub>a</sub>(U<sub>a</sub>)// je na obr.1. | + | |
- | + | ||
- | + | ||
- | {{ :zadani:pokyny:a09o1.gif |Obr. 1}} | + | |
- | + | ||
- | Čárkovaně je vyznačena nasycená hodnota proudu //I<sub>s</sub>// 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 | + | |
- | //I<sub>a</sub>~=~I<sub>a</sub>(U<sub>a</sub>)// | + | |
- | k hodnotě //-I<sub>s</sub>//. V | + | |
- | případě neplatnosti předpokladu o nasycení proudu | + | |
- | anoda-katoda v oblasti AB vzniká nepřesnost v | + | |
- | extrapolované hodnotě //U<sub>0</sub>//, 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. | + | |
- | + | ||
- | + | ||
+ | ==== Ad 3) ==== | ||
+ | - Vzhledem k tomu, že se provádí extrapolace proudu **//I<sub>a</sub>//** na nasycenou hodnotu **//- I<sub>s</sub>//** 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<sub>a</sub>// > -3,0~V ** s krokem alespoň 0,1 V (raději 0,05 V). | ||
+ | - 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**). | ||
+ | - U použité fotonky nelze odstranit malou fotoemisi anody. Při určování hodnoty **//V<sub>0</sub>//** je třeba postupovat podle popisu k obrázku 4 ve studijním textu. Nasycený proud **//I<sub>s</sub>//**, 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<sub>a</sub>// = 0**. Volbou oblasti **//A - U<sub>0</sub>//** může vzniknout nepřesnost v extrapolované hodnotě **//V<sub>0</sub>//**, 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. | ||