[실험]. 플랑크 헤르쯔 실험 예비+결과+토의

목차

1. 실험목적
2. 실험이론
3. 실험도구
4. 실험결과
5. 토의

본문내용

1) 실험목적
수은기체에 전자를 충돌시켜 원자(여기서는 수은)에서 전자를 들뜨게 하는데 필요한 임계전압을 측정하여 에너지 상태(에너지준위)의 양자화를 확인, 보어의 원자가설을 증명한다.

2) 실험기구 설치
- 플랑크-헤르쯔 실험장치(SG-6142)를 사용하였다. 외부기기로 오실로스코프의 X-Y mode를 이용하여 전류대 전압 파형비를 관찰해 보려 했으나 잘 관측되지 않았다. 전류계와 전압계는 내장되어있는 기기를 사용하였기 때문에 EXT – INT mode를 EXT로 선택하였다.



그림1. 플랑크-헤르쯔관의 모식도


플랑크-헤르쯔 관은 가운데 전자가 방출되는 열음극이 위치하고 있고 이 열음극을 grid1이 에워싸고 있으며 약간의 거리를 두고 grid2와 plate가 순서대로 위치한다. 대략적 모식도는 위의 그림과 같다. 총 4번의 실험을 실시하였다.

3) 실험결과
1. 실험1

Peak V(V) I(uA) ∆V
18 22 18
34 37 16
52 56 18
70 84 18
average ∆V=17.5V
2. 실험2,3,4의 평균

Peak V(V) I(uA) ∆V
18 19 18
34 32.3 16
50 50.7 16
average ∆V=16.7V

- 실험1보다 실험2,3,4의 heater voltage를 더 크게 주었다. 실험2,3,4의 heater voltage는 같다. heater voltage를 크게 줄수록 음극(cathod)에서 열전자가 많이 튀어나온다. 실험1과 실험2,3,4의 18V, 34V를 보면 그 결과를 볼 수 있다.

- 수은의 파장은 2536Å이기 때문에 여기 에너지는 4.86이다. 실험값은 16.7V로 나타나 일반적으로 알려진 수은의 임계 전압인 4.86의 3.4배에 달한다.

- 4번의 실험 모두 최초의 임계전압 기대치는 18V인 것은 양극과 음극의 일함수 차이에 기인한다. 즉 18V의 전압이 걸릴 때까지 전자가 cathod를 탈출하여 Anode에 포획되는데 기본적으로 에너지를 소모하기 때문이다. 이를 Contact Potential(다른 종류의 물질이 접촉 시 발생하는 전위차)이라고 한다.

참고자료

· 없음