[현대물리학실험]광전 효과(h/e Apparatus)

소개

"[현대물리학실험]광전 효과(h/e Apparatus)"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론 및 원리
3. 실험 기구 및 장치
4. 실험 방법
5. 실험 결과

본문내용

1. 실험 목적
가. 빛의 방출에 대한 고전 파동 모델과 양자 모델의 관계를 이해한다.

2. 실험 이론 및 원리
가. 플랑크의 양자 이론
18세기경 많은 물리학자들은 자연의 이치를 모두 깨달았다고 생각했다. 하지만 이들은 연구를 계속했고 모순적이게도 몇 몇 분야에 대해서는 설명을 할 수 없었다. 19세기경 플랑크는 방사능에 대한 논문을 썼는데 여기서 그는 진동자에 대한 기술을 하였는데 진동자는 불연속적인 에너지로 이루어 져 있다는 내용이었다. 플랑크는 방사선의 흡수와 방출은 두개의 에너지 레벨을 건너 뛰면서 그 차이의 에너지가 방출, 흡수되는것이라 기술하였다. 이 양은 아래와 같다.
E = hυ
이때 h는 플랑크 상수이다. 플랑크 상수의 발견은 그에게 노벨상을 안겨 주었다.

나. 광전 효과
광전자의 방출은 빛이 물질을 때릴 때 물질 내의 전자가 방출 되는것이다. 고전 파동 모델은 빛의 세기가 방출되는 전자의 최대 운동에너지에 비례할 것이라 예상했지만 양자 모델에서는 이것이 빛의 세기와는 관계 없이 진동수에 비례할 것이라 주장했다. 그리고 19세기에 들어서 양자 모델이 맞음이 밝혀졌다. 아인슈타인은 플랑크의 이론을 채용하여 광전 효과를 설명하였다. 이는 다음과 같다.
E = hυ = KE _{max} + W _{0}

다. h/e 실험
E = hυ의 광자는 진공관의 캐소드에서 전자를 발생시키기 쉽다. 이 전자는 캐소드를 탈출하기 위한 최소 에너지로 일함수를 사용하고 최대 운동에너지 KE _{max}로 탈출한다. 보통 방출된 전자는 관의 아노드에 닿게 되는데 이는 전류를 발생시킨다.
하지만, 역전압 V를 아노드와 캐소드 사이에 걸어주면 전류는 멈추게 된다. KE _{max}는 가장 작은 V를 측정 함으로써 결정된다. 이 관계는 다음과 같다.

참고자료

· 없음