광전효과를 이용한 플랑크 상수 측정 결과보고서

소개글

응용물리실험 - 광전효과를 이용한 플랑크 상수 측정
결과보고서 입니다.

목차

실험 제목- 광전효과를 이용한 플랑크 상수 측정

목적

1. 실험 요약

2. 실험 결과

3. 결과 분석 및 고찰
3.1 결과 분석 및 오차 원인
3.2 실험 고찰
3.3 수은램프 스펙트럼

참고 문헌

본문내용

실험 제목
- 광전효과를 이용한 플랑크 상수 측정

목적
- 광전효과를 실험적으로 확인한다. 빛의 파장에 따른 광전자의 운동에너지를 측정하여 플랑크 상수 h를 결정한다. 빛의 세기와 광전자의 운동에너지는 무관함을 보인다.

1. 실험 요약

광전효과란, ‘빛이 어떤 물체에 부딪칠 때, 전자가 방출되는 현상’을 말한다. 다시 말해서 빛을 금속판에 비추면 photo cathode로부터 전자가 튀어나오며 전류계에 전류가 흐르게 되는데 이러한 현상을 광전효과(photoelectric effect)라 하고 이 때 튀어나온 전자를 광전자라고 한다.
위 그림에서 필터를 통해 입사된 단색광은 cathode 의 전자를 떼어내고, 이 전자들은 Anode를 흘러가게 되며, Anode에 도달한 전자는 커패시터를 충전시키게 되고, 이는 광전 전류를 방해하는 방향의 전압으로 작용하게 된다. 커패시터가 충전됨에 따라 역방향의 전압은 계속 커지고, 때문에 광전 전류 I 는 점차 감속하게 되고, 광전 전류가 0 이 되는 때의 전압 즉, 한계전압(limit voltage) 를 측정한다.

이 실험을 빛의 파장을 변화시켜 주면 수행한다. 그러면 입사한 빛의 진동수가 증가할 때, 전자의 에너지는 만큼 증가하게 된다. 위 식에 따라 광전 전류의 증가로 인해 한계전압도 만큼 증가하게 된다. 이때 한계전압을 진동수의 함수로 그려 보면 직선의 그래프를 얻는다. 이때의 기울기는 위 식에 의해 다음과 같다.

참고 자료

양자역학 / 1993 / Richard L. Liboff 저 / 나상균 역 / 피어슨 에듀케이션 코리아
물리상수는 어떻게 생겨났을까 / 1997 / 샤이죠 토시미 저 / 김재영 역 / 아카데미서적
http://astro.u-strasbg.fr/~koppen/discharge/