پاورپوینت دستور كار آزمايشگاه فيزيک جديد 1

نوع فایل: پاورپوینت

قابل ویرایش 156 اسلاید

فهرست آزمايشات

آزمايش اثر فتو الكتريسيته
آزمايش اندازه‌گيري e/m الكترون
آزمايش سري بالمر
آزمايش اثر هال
آزمايش ميليكان
آزمايش پديده زيمن
آزمايش تابش جسم سياه
آزمايش گسيل و جذب نور
آزمايش تشديد اسپين الكترون
آزمايش فرانك هرتز

اثر فوتوالكتريسيته

وسائل آزمايش: دستگاه آزمايش اثر فتوالكتريسيته، لامپ جيوه پرفشار منبع تغذيه لامپ جيوه، پايه مكعبي شكل، منبع ولتاژ و تقويت كننده جريان مدل5117 .

هدف آزمايش: انجام آزمايش فتوالكتريسيته، مشاهده كوانتومي بودن انرژي فوتون و تعيين ثابتh  پلانك.

ملاحظات نظري: نيمي از يك محفظه شيشه‌اي خلأ كه از فلزي قليايي مثلاً پتاسيم پوشيده شده بعنوان كاتد و ميله فلزي كه در محل محور ان قرار گرفته است بعنوان آند عمل مي‌نمائيد.
هرگاه فوتوني با بسامد f به كاتد برخورد كند، در صورتيكه انرژي آن كافي باشد الكتروني از فلز به بيرون پرتاب مي‌گردد(اثر فتوالكتريك بيروني). برخي از الكترون‌هاي پرتاب شده به آند مي‌رسند لذا ولتاژ V بين اند و كاتد برقرار مي‌شود تا انرژي جنبشي بيشينه‌الكترون‌ها را كه از معادله انيشتن بدست مي‌آيد به انرژي پتانسيل U تبديل و آن‌ها را قبل از رسيدن به آند متوقف نمايد.
طبق معادله انشتن :              كه در آن A تابع كار مربوطه به سطح كاتد، v سرعت الكترون خارج شده از كاتد و m جرم حالت سكون الكترون است .  بنابراين  فقط
الكترون‌هائي به آند مي‌رسند كه انرژي پتانسيل آنها با انرژي جنبشي‌شان برابر گردد.
يك انرژي پتانسيل تماس اضافي φ كه بخاطر يكسان نبودن سطح آند و كاتد ظاهر مي‌شود، رابطه را به صورت زير در مي‌آورد:
اگر فرض كنيم كه A و φ از بسامد نور f تابشي مستقل هستند، يك رابطه خطي بين ولتاژ V و بسامد نور بدست مي‌آيد. كه e بار الكتريكي الكترون است.

هرگاه نمودار تغييرات V بر حسب f و ضزيب زاويه اين نمودار خطي را بدست آوريم براي h خواهيم داشت: h= 6/7 * 10-34 JSec     
كه خطاي استاندارد آن حدود ∆h=0/3 * 10-34 Sec مي‌باشد.

روش آزمايش: لامپ جيوه پرفشار را به منبع تغذيه آن متصل و روشن كنيد تا گرم شود. گرم شدن لامپ حدود 3 دقيقه طول مي‌كشد.

        توجه مهم:
اشعه‌ي فرا بنفش لامپ جيوه براي چشمان شما بسيار مضر است
 لذا مراقبت كنيد كه نور مستقيم لامپ به چشمان شما و دوستانتان
 نتابد و از نگاه كردن مستقيم به داخل محفظه آن بپرهيزيد.

درب دستگاه را برداريد و مسير نور را كه پس از عبور از عدسي، شكاف و منشور و بازتابش از آينه به سلول فتوالكتريك مي‌رسد تعقيب كنيد و يك قطعه       كاغذ سفيد در  محل  شكاف ورود  نور به سلول  فتوالكتريك قرار دهيد  و  محل
شكاف و عدسي ابتداي دستگاه را طوري تنظيم  كنيد  كه  تصاوير  رنگي  شكاف بوضوح مشاهده و در يكديگر وارد نشده باشند. به كمك پيچ‌هاي مربوطه وضعيت آينه و محل سلول را طوري تنظيم كنيد كه بخش مورد نظر طيف جيوه (به صورت تكرنگ) به سلول برسد. با توجه به طيف جيوه طول موج آنرا تعيين و يادداشت كنيد. درب دستگاه را كاملاً ببنديد تا از ورود نور اضافي محيط آزمايشگاه به سلول جلوگيري شود. در محل استقرار لامپ جيوه يك دريچه فلزي قرار دارد كه در مواقع لزوم مي‌توانيد آنرا ببنديد تا مانع ورود نور لامپ جيوه به دستگاه شويد. بدنه دستگاه را توسط يك سيم مناسب به سيم زمين آزمايشگاه متصل نمائيد تا از بروز اختلالات احتمالي جلوگيري و دقت آزمايش زياد‌تر گردد. به كمك يك سيم هم محور (Coaxial) خروجي دستگاه كه كاتد و آند سلول فتو الكتريك است را به دستگاه اندازه‌گيري كه داراي تقويت كننده است متصل نمائيد.