아주대학교 A+ 2018 2-2 중급물리학실험 Photoelectric Effect Apparatus 결과보고서

소개

모든 실험 A+로 수강하였습니다.
보고서 점수 항상 만점이나 만점에 가깝게 받습니다.

목차

1. 실험결과
2. 질문
3. 고찰
4. 참고문헌

본문내용

(실험1) 플랑크 상수 h의 측정과 계산
(1) 실험으로부터 얻어낸 h의 값이 실제 값과 얼마나 비슷한가?
일반적으로 알려진 플랑크 상수 h의 값은 6.626×10⁻³⁴(Js)이고, 실험으로부터 얻어낸 h의 값은 6.539×10⁻³⁴(Js)이다. 오차율은 약 0.01으로 실험으로부터 얻어낸 값은 실제 h값에 상당히 근접하다.

(2) 실제 플랑크 상수와 많이 다르다면 그 이유는 무엇이라고 생각하는가?
실제 플랑크 상수 h값에 상당히 근접한 값이 나왔는데, 오차율 0.01의 오차는 실험기기의 부정확성으로 충분히 설명 가능한 오차이다. 파장필터로 같은 파장의 빛만 거른다고 하더라도 호이겐스의 원리에 의해 파장(진동수)에 미세한 변화가 있을 수 있고, 또한 실험 기기의 유효숫자가 최대 4개밖에 존재하지 않기 때문에 이에 의한 오차 값이 있을 수 있다.

(3) 정지퍼텐셜 대 진동수의 그래프로부터 일함수 값을 어떻게 얻어낼 수 있는가?
이론의 h/e실험에서 설명한 바에 따르면 아인슈타인 방정식은 다음과 같이 변형할 수 있다.

<중 략>

(실험2) 파장에 따른 전류 변화에 따른 전압 측정 – 같은 진동수, 다른 세기
(1) 서로 다른 세기일 때의 전류 대 전압의 그래프는 어떻게 다른가?
정지퍼텐셜의 크기는 모두 같지만, 광전류의 크기가 핀홀의 지름에 비례하게 된다. 양자모델의 광전효과 이론에 따르면 빛의 진동수는 광전자의 에너지에, 빛의 세기는 광전자의 양에 비례한다. 광전류 대 전압의 그래프에서는 위의 양자모델의 광전효과 이론과 비교하여 이론과 실험결과가 부합하는지를 확인해볼 수 있다. 이 실험에서는 핀홀의 지름이 커질수록(=빛의 세기가 커질수록) 전류의 크기가 커지는 것과 정지퍼텐셜이 모두 같은 값을 가지는 것(진동수가 변하지 않기 때문)을 확인할 수 있었다. 그러나 광전류가 수렴하는 값을 확인하지 못하였는데, 이 오차의 이유는 고찰에 설명되어있다.

참고자료

· 대학물리학 / 북스힐 / 대학물리학교재편찬위원회
· Introduction to Electrodynamics / Prentice Hall / D.J.Griffiths
· Pasco 홈페이지(실험 기구 판매사이트)
· https://www.pasco.com/prodCompare/photoelectric-effect-system/index.cfm