Krummel Przemysław                                                                                       INFORMATYKA rok 98/99

Michałek Łukasz                                                                                                                                   sem. II

Chorążyczewski Piotr

Ćwiczenie nr 66

Wyznaczanie stałej Plancka.

I. Część teoretyczna.

      1.Prawa promieniowania termicznego.

Promieniowaniem termicznym nazywamy promieniowanie wysłane przez ciało ogrzane do pewnej temperatury. Emitowane fale maja długości od kilkuset do kilkunastu tysięcy nanometrów, a górna część przypada na podczerwień.

              Zdolność emisyjna ciała e(υ,T)dυ – jest zdefiniowana jako energia promieniowania wysyłanego w czasie jednej sekundy z jednostki powierzchni o temperaturze T w postaci fal elektromagnetycznych o częstościach zawartych w przedziale od υ do υ+υdυ.

              Prawo Kirchoffa:       e(υ,T) / a(υ,T) = E(υ,T)

                          gdzie:     e(υ,T)  - zdolność emisyjna,

a(υ,T)  - zdolność absorpcyjna ,

                                        E(υ,T) – zdolność emisyjna ciała doskonale czarnego.

              Prawo Stefana Boltzmana:

                 Całkowita energia E wypromieniowana przez jednostkową powierzchnie w czasie jednej sekundy jest proporcjonalna do 4-tej potęgi temperatury :

                                                         gdzie :

                                                                                                       Stała Stefana - Boltzmana

T= temperatura w skali Kelvina

              Prawo Wiena

υmax =const . *T

gdzie: υmax –częstość przy której zdolność emisyjna przyjmuje wartość max .

Hipoteza Plancka  - energia zmienia się nie w sposób ciągły lecz porcjami które nazywamy kwantami energii.

Energia kwantu jest wprost proporcjonalna do częstości emitowanego promieniowania.

E= h * υ

                                                 gdzie h -  stała Plancka zwana (kwantem działania)

2.Zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne – polega ono na emisji elektronów z metalu pod wpływem padającego światła.

Wyjaśnienie zjawiska fotoelektrycznego podał Einstein w 1905 roku – kwant energii może być przekazywany elektronowi tylko w całości.

Część energii fotonu hυ0=W jest zużywana na wybicie elektronu z metalu, jest to praca wyjścia, resztę energii fotonu uzyskuje elektron w formie energii kinetycznej.

Równanie Einsteina – Millikana

                                                   h*υ=W+Ek_max

Metodę wyznaczania stałej Plancka przedstawia schematycznie rysunek:

Jeżeli przez U0 oznaczymy wartość napięcia hamującego, przy którym prąd anodowy jest równy zero to maksymalna energia kinetyczna będzie równa          Emax=eU0

                                                                                   eUo=hυ-W

                                                                                                           -19

                                               gdzie e – ładunek elektronu (e=1,6*10  C)

II. Wielkości występujące w tabelach

              λ- długość fali,

              υ- częstość,

              Ia- natężenie,

              Un- napięcie hamujące,

Un0- wartość napięcia hamującego przy którym Ia jest równe zero

υ=c/λ

I=U/R

                         gdzie R =2,49MΩ

III. Tabele z wynikami pomiarów.

Tab.1

Tab.2