Материал: Лабораторная работа 2 по учебному курсу Физика 3 (наименование учебного курса)

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2по учебному курсу «Физика - 3»(наименование учебного курса)Вариант 2Лабораторная работа № 2 «Внешний фотоэффект. Тепловое излучение и квантовая природа света»Цель работы:

• 
  Знакомство с квантовой моделью внешнего фотоэффекта.
  
• 
  Экспериментальное подтверждение закономерностей фотоэффекта.
  

Экспериментальное определение красной границы фотоэффекта, работы выхода фотокатода и постоянной Планка.Схема установкиЭксперимент 1Красная граница фотоэффекта для цинка λ_кр = 294 нмЭксперимент 2Таблица 1. Результаты измерений (вещество - цинк)Номер измерения1234U_зап.i, В-0,5-1,5-2,5-3,5λ_i, нм2592161841601/λ_i, 10⁶ м^-140004629,65434,86250График зависимости напряжения запирания U_зап от обратной длины волны 1/λРасчетная формула:h = (e/c) ∙ (ΔU_зап/Δ1/λ),где e - заряд электрона, e = 1,602 ∙ 10^-19 Кл,с - скорость света в вакууме, с = 2,998 ∙ 10⁸ м/сСреднее значение постоянной Планка по графику:h = ((1,602 ∙ 10^-19)/(2,998 ∙ 10⁸) ∙ (1,5/1125 ∙ 10³) = 7,12 ∙ 10^-34 Дж/сФормула для расчета абсолютной погрешности измерения постоянной Планка:Δh = (h) ∙ √(ε_u² + ε_λ²)ε_u² = (ΔU²_зап.max + ΔU²_зап.min)/(U_зап.max - U_зап.min)²ε_λ² = ((1/λ_min)⁴ ∙ Δλ²_min + (1/λ_max)⁴ ∙ Δλ²_max)/(1/λ_min - 1/λ_max)²где U_зап.max и U_зап.min соответственно максимальное и минимальное значения напряжения запирания в эксперименте 2, λ_min и λ_max соответственно максимальное и минимальное значения длины волны излучения в эксперименте 2. ΔU_зап.max = ΔU_зап.min = 0,05 В - абсолютные погрешности измерения напряжения

Δλ_min = Δλ_max = 1 нм - абсолютные погрешности измерения длины волны.ε_u² = (0,05² + 0,05²)/(-3,5 - (-0,5))² = (0,0025 + 0,0025)/(12,25 - 3,5 + 0,25) = = 0,00056ε_λ² = (1,53 ∙ 10^-9 + 0,22 ∙ 10^-9)/(0,00625 - 0,00386)² = 0,00031 Δh = 7,12 ∙ 10^-34 ∙ √(0,00056² + 0,00031²) = 7,12 ∙ 10^-34 ∙ 0,00064 = 0,0045 ∙ 10^-34Значение работы выхода материала фотокатодаА_вых = 4,2 эВВывод: - Экспериментально подтвердили, что максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов линейно растет с частотой света и не зависит от его интенсивности.- Экспериментально определили красную границу фотоэффекта и постоянную Планка