Bitte geben Sie an, ob und in welcher Form Sie Messwerte für die Vorlesung zur Verfügung gestellt bekommen möchten!
Das Licht einer Quecksilber-Spektrallampe wird mit einem Prisma oder Gitter spektral zerlegt, sodass die Photozelle mit jeweils einer Spektralfarbe/-linie) beleuchtet werden kann. Die erforderliche Gegenspannung für I(Photo) =0 wird gemessen und als Funktion von Frequenz/Elementarladung aufgetragen. Die Steigung ergibt das Plancksche Wirkungsquantum.
Beleuchtung: Direkt vor die Quecksilber-Spektrallampe (Hg10) wird ein Spalt aufgestellt. Dieser wird mit Quarzlinsen (!) auf die Photozelle abgebildet. Die Photozelle befindet sich auf einem Dreharm am Pohltisch. Vor der Photozelle sollte sich ein weißer Fluoreszenzschirm mit Schlitz befinden. Auf dem Schirm sieht man die Spektrallinien. Der Schlitz hat die Breite einer Spektrallinie. Das Prisma wird über dem Gelenk des Dreharms aufgestellt. Beim Aufbau von Pasco bildet das Gitter mit der Linse eine Einheit und wird am Lampengehäuse befestigt. Auf minimale Licht-Ablenkung achten.
Durch den Fluoreszenzschirm sind sogar zwei UV-Linien (407 nm und 366 nm) gut sichtbar.
Die Auswertung kann direkt am PC geschehen.
Messwerte am 8.2.2006
Farbe Wellenlänge: Gegenspannung
UV 3,66E-7m 1,65V
UV 4,05E-7m 1,20V
blau 4,36E-7m 1,05V
grün 5,46E-7m 0,50V
gelb 5,78E-7m 0,40V
Daraus h=6,46\(\cdot 10^{-34}\) Js
Hinweise zur Durchführung:
Die Quecksilber-Hochdrucklampe sollte 10 min vor Versuchsdurchführung eingeschaltet werden. Wird sie am selben Tag noch einmal benötigt, sollte sie nicht ausgeschaltet werden.
In die Detektor-Einheit AP-9368 müssen zwei 9V Blockbatterien eingesetzt werden.
Bei Messung mit der gelben und der grünen Spektrallinie sollten der Gelb- bzw. Grünfilter benutzt werden. Dann braucht für die Versuchsdurchführung auch nicht das Licht im Hörsaal ausgeschaltet zu werden. Das „Szenarium Projektion“ dunkelt ausreichend ab.
Beschreibung des Versuchsaufbaus von Pasco:
Das Gitter (600 Linien/mm) bildet mit der Linse eine Einheit, die am Lampengehäuse befestigt ist. Vor der Fotodiode ist ein fluoreszierender Schirm angebracht, der zwei Linien im UV-Bereich sichtbar macht. Die blaue Linie erscheint auf dem Fluoreszenzschirm violett. Zwischen Fluoreszenzschirm und Fotodiode befindet sich ein Lichtschutzrohr, das zum Fokussieren des Lichts auf das Fenster hochgeklappt werden kann.
Die Vakuum-Fotodioden-Röhre ist mit einem hochohmigen (>10^12 Ohm) Verstärker mit kleiner Kapazität verbunden, der bis zur Grenzspannung geladen wird. Zum Entladen drückt man auf den roten Knopf PUSH TO ZERO.
Die Photonen lösen Elektronen aus dem halbrunden Kathodenblech. Dadurch lädt sich die Kathode zunehmend positiv auf. Ist die Energie der herausgelösten Elektronen ausreichend groß, können sie zur Anode gelangen, die auf Erdpotential liegt. Das ist abhängig von der Energie der Photonen (und daraus folgend der Energie der Fotoelektronen) bis zu einer Grenzspannung möglich. Diese Endspannung zwischen Anode und Kathode entspricht dem Bremspotential der Fotoelektronen. Die Spannung wird mit einem Voltmeter (Messbereich bis 3 V) gemessen.
Es steht ein Graufilter (20%, 40%, 60%, 80% und 100% Transmission) für die Abschwächung der Intensität zur Verfügung. Bei geringerer Lichtintensität wird (fast) dieselbe Endspannung nach entsprechend längerer Zeitdauer erreicht.
Das Licht einer Quecksilber-Spektrallampe wird mit einem Prisma oder Gitter spektral zerlegt, sodass die Photozelle mit jeweils einer Spektralfarbe/-linie) beleuchtet werden kann. Die erforderliche Gegenspannung für I(Photo) =0 wird gemessen und als Funktion von Frequenz/Elementarladung aufgetragen. Die Steigung ergibt das Plancksche Wirkungsquantum.
Beleuchtung: Direkt vor die Quecksilber-Spektrallampe (Hg10) wird ein Spalt aufgestellt. Dieser wird mit Quarzlinsen (!) auf die Photozelle abgebildet. Die Photozelle befindet sich auf einem Dreharm am Pohltisch. Vor der Photozelle sollte sich ein weißer Fluoreszenzschirm mit Schlitz befinden. Auf dem Schirm sieht man die Spektrallinien. Der Schlitz hat die Breite einer Spektrallinie. Das Prisma wird über dem Gelenk des Dreharms aufgestellt. Beim Aufbau von Pasco bildet das Gitter mit der Linse eine Einheit und wird am Lampengehäuse befestigt. Auf minimale Licht-Ablenkung achten.
Durch den Fluoreszenzschirm sind sogar zwei UV-Linien (407 nm und 366 nm) gut sichtbar.
Die Auswertung kann direkt am PC geschehen.
Messwerte am 8.2.2006
Farbe Wellenlänge: Gegenspannung
UV 3,66E-7m 1,65V
UV 4,05E-7m 1,20V
blau 4,36E-7m 1,05V
grün 5,46E-7m 0,50V
gelb 5,78E-7m 0,40V
Daraus h=6,46\(\cdot 10^{-34}\) Js
Hinweise zur Durchführung:
Die Quecksilber-Hochdrucklampe sollte 10 min vor Versuchsdurchführung eingeschaltet werden. Wird sie am selben Tag noch einmal benötigt, sollte sie nicht ausgeschaltet werden.
In die Detektor-Einheit AP-9368 müssen zwei 9V Blockbatterien eingesetzt werden.
Bei Messung mit der gelben und der grünen Spektrallinie sollten der Gelb- bzw. Grünfilter benutzt werden. Dann braucht für die Versuchsdurchführung auch nicht das Licht im Hörsaal ausgeschaltet zu werden. Das „Szenarium Projektion“ dunkelt ausreichend ab.
Beschreibung des Versuchsaufbaus von Pasco:
Das Gitter (600 Linien/mm) bildet mit der Linse eine Einheit, die am Lampengehäuse befestigt ist. Vor der Fotodiode ist ein fluoreszierender Schirm angebracht, der zwei Linien im UV-Bereich sichtbar macht. Die blaue Linie erscheint auf dem Fluoreszenzschirm violett. Zwischen Fluoreszenzschirm und Fotodiode befindet sich ein Lichtschutzrohr, das zum Fokussieren des Lichts auf das Fenster hochgeklappt werden kann.
Die Vakuum-Fotodioden-Röhre ist mit einem hochohmigen (>10^12 Ohm) Verstärker mit kleiner Kapazität verbunden, der bis zur Grenzspannung geladen wird. Zum Entladen drückt man auf den roten Knopf PUSH TO ZERO.
Die Photonen lösen Elektronen aus dem halbrunden Kathodenblech. Dadurch lädt sich die Kathode zunehmend positiv auf. Ist die Energie der herausgelösten Elektronen ausreichend groß, können sie zur Anode gelangen, die auf Erdpotential liegt. Das ist abhängig von der Energie der Photonen (und daraus folgend der Energie der Fotoelektronen) bis zu einer Grenzspannung möglich. Diese Endspannung zwischen Anode und Kathode entspricht dem Bremspotential der Fotoelektronen. Die Spannung wird mit einem Voltmeter (Messbereich bis 3 V) gemessen.
Es steht ein Graufilter (20%, 40%, 60%, 80% und 100% Transmission) für die Abschwächung der Intensität zur Verfügung. Bei geringerer Lichtintensität wird (fast) dieselbe Endspannung nach entsprechend längerer Zeitdauer erreicht.