현대물리실험 광전효과 레포트

목차

1. 실험목적
2. 관련이론
3. 실험과정
4. 결과
5. 고찰

본문내용

1. 실험 목적
금속물질에 일정한 진동수 이상의 빛을 비추었을 때 물질의 표면에서 전자가 튀어나오는 현상인 광전효과에 대한 고전적인 관점과 현대적인 관점의 차이와 이를 설명한 광양자설을 이해하고, 여기서 사용되는 플랑크상수(Plank constant)를 측정해본다.

2. 관련이론
광전효과
광전효과에서 빛은 금속을 때리고 이때 전자가 방출된다. 고전 파동모델은 입사하는 빛의 세기가 증가하면 파동진폭이 증가할 것이라 예상했다. 그러나 새로운 양자모델은 빛의 세기와는 무관하고, 오히려 진동수가 높을수록 더 큰 에너지의 광자들이 생성된다고 했다. 그리고 빛의 세기의 증가는 단지 방출되는 광자의 수를 증가 시킨다는 것을 예견했다. 1900년대 초에 몇몇 연구원들은 양자모델이 예견 했듯이 광자의 운동에너지는 파장과 진동수에 의존하고 세기는 의존하지 않는k는 것을 밝혀냈다. 그리고 광자 흐름의 크기 혹은 전자의수는 빛의 세기에 의존한다는 것도 발견되었다. 아인슈타인은 플랑크의 이론을 받아들여 광전효과를 양자모델로 설명하였고 그가 설명에 사용했던 방정식으로 1921년에 노벨상을 수상하였다. 그 방정식은 다음과 같다.

h/e 실험
에너지 hν의 광자가 진공튜브의 cathode 안의 전자에 입사한다. 전자는 cathode를 탈출하는데 최소 를 사용하고, 떠나면서 운동에너지의 형태로 최대 에너지 를 가질 수 있다. 대게 방출된 전자들은 anode에 도착하고 광전류를 측정 할 수 있게 된다. 그러나 cathode와 anode 사이에 역전압 V를 걸어주면 광전류는 멈추게 된다. 는 광전류를 멈출 수 있고 광전류의 값을 0으로 만들 수 있는 최저 역전압을 결정할 수 있게 해준다. 정지전압과 운동에너지의 관계식은 다음과 같다.

참고 자료

없음