[현대물리실험] 광전효과 결과보고서 photoelectri
- 최초 등록일
- 2017.05.21
- 최종 저작일
- 2017.04
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소개글
현대물리실험 광전효과 결과보고서 입니다.
실험 목적, 역사적 배경, 이론 부터 실험 결과 값까지 굉장히 자세하고 깔끔하게 정리되어 있습니다.
모든 결과 값은 표와 그래프로도 정리되어 있으며 오차 분석 또한 잘 되어 있습니다.
기존에 인터넷에 돌아다니는 여러 보고서들을 참고 하였을 뿐만아니라 개인적으로 가지고 있는 자료 까지 참고하여 작성하였기 때문에 완전본이라고 할 수 있습니다.
목차
Ⅰ 실험 제목
Ⅱ 실험 목적
Ⅲ 실험 이론
1. 광전효과(Photoelectric Effect)와 그에 관한 실험
2. 빛의 파동설 – 고전적 관점
3. 빛의 입자설(광양자설) - 현대적 관점
(1) 현대적 관점의 발전 과정
(2) 현대적 관점을 통한 실험 해석
Ⅳ 실험 장치 및 방법
1. 실험 장치
2. 실험 방법
Ⅴ 실험 결과 및 분석
1. 실험1 – 빛의 세기에 따른 정지전압
2. 실험2 – 빛의 종류(파장)에 따른 정지전압
Ⅵ 실험 결론 및 고찰
Ⅶ 참고자료
본문내용
먼저, 광전효과란 금속 등의 물질이 고유의 특정 파장보다 높은 에너지를 가진 짧은 파장(빛, 자외선, X선, γ선 등)의 전자기파를 흡수했을 때, 원자 내에 속박 되어있던 전자를 내보내는 현상이다.
즉, 빛이 어떤 물체에 부딪힐 때 전자가 방출되는 현상이다.
이 때 방출되는 전자를 광전자라 하는데, 보통 전자와 성질이 다르지는 않지만 빛에 의해 방출되는 전자이기 때문에 붙여진 이름이다. 이러한 현상은 1887년 하인리히 헤르츠가 발견하였다.
당시 많은 과학자들은 빛의 방출과 흡수에 대해 관심이 많았으며, 고전적인 관점에서 빛에 관한 이론들을 해석 및 공식화 하려고 하였다. 그러나 빛을 이용한 실험은 고전 물리가 자연의 법칙을 설명하는 완벽한 이론이라고 하기에 결정적인 한계를 지적했다.
그렇다면 광전효과를 이용한 이 실험(h/e실험)에 대해 알아보자.
위와 같은 실험 장치에 적당한 크기의 진동수를 가진 단색광을 도체의 표면에 비추면 금속 면으로부터 전자가 방출되어 음극에 도달하며 이로 인해 흐르는 전류를 전류계를 통해 측정할 수 있다.
이때, 음극과 양극 사이에 역전압을 걸어 방출된 전자의 운동을 방해한다면, 역전압보다 큰 운동에너지를 가진 전자는 음극에 도달할 것이고, 역전압을 증가시킬수록 음극에 도달할 수 있는 전자는 점점 줄어들어 마침내 전류가 흐르지 않을 것이다. 이것을 바탕으로 실험 조건을 조금씩 바꿔보며 그에 따른 관계식을 도출해 보자.
<중략>
2. 빛의 파동설 – 고전적 관점
과거 과학자들은 빛이 소리나 물결과 같이 파동만이 가질 수 있는 회절과 굴절 현상을 보인다는 사실을 바탕으로 약 19세기 말까지 빛의 파동설이 지배적이었다. 따라서 이를 바탕으로 한 고전적 관점으로 위 실험을 해석하고자 하였으나 많은 한계를 발견하게 되었다.
첫 번째는 고전적 관점에서는 빛의 세기가 증가함에 따라 에너지가 더 빠른 비율로 금속판에 전달되고 전자들은 좀 더 큰 운동 에너지로 방출되어야만 한다고 예측하였으며, 빛의 진동수와 운동에너지 사이에는 아무 관계가 없어야 한다고 예측하였다.
참고 자료
경북대학교 현대 물리 실험 매뉴얼
위키백과
윤제한의 물리교실 http://yjh-phys.tistory.com/8 (시뮬레이션)