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Photoeffekt h-Bestimmung

Allgemein

Untersucht wird die Frequenzabhängigkeit des Photostromes.Aus dem Licht einer Quecksilberdampflampe als Lichtquelle wird mit schmalbandigen Interferenzfiltern jeweils eine Spektrallinie ausgewählt. Dieses Licht wird über eine Linse gebündelt und auf die Alkali-Kathode einer Vakuum-Photozelle scharf abgebildet.Ist die Energie der eintreffenden
Lichtquanten größer als die Energie die benötigt wird um Elektronen aus der Kathode auszulösen, fließt ein Photostrom.
Um die Energie der emittierten Elektronen zu bestimmen, wird der Photostrom gemessen und ein angelegtes Gegenfeld dabei solange erhöht, bis der Photostrom zum Erliegen kommt.Es wird gezeigt,dass die kinetische Energie der abgelösten Elektronen nur von der Frequenz des Lichtes abhängig ist, nicht wie vermutet von der Intensität. Es kann die Gegenspannung über den zugehörigen Frequenzen aufgetragen und ausgewertet werden.

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Bilder

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Versuchsaufbau

 

 

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Auswertung

 

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Messanordnung

 

Video

Durchführung

Material:

Messverstärker (Sammlungsraum Schrank 40 Regal f)
Hg-Hochdrucklampe mit Fensterabdeckung (Sammlungsraum Schrank 40 Regal f)oder(Sammlungsraum Schrank 54 Regal a)
Betriebsgerät für Hg-Hochdrucklampe (Sammlungsraum Schrank 54 Regal a)
Quarz Linse 100 mm (Sammlungsraum Schrank 26 Regal c)
Interferenz-Filter im Drehhalter (Sammlungsraum Schrank 21 Regal c)
Vakuum-Photozelle im Gehäuse (Sammlungsraum Schrank 21 Regal c)
Batteriehalter mit Pot für Gegenfeld (Sammlungsraum Schrank 21 Regal c)
Intensitätsfilter auf Kippreiter (Sammlungsraum Schrank 21 Regal c)
Rotfilter (Sammlungsraum Schrank 21 Regal c)
Irisblende (Hörsaal Vorbereitungsraum 26 Regal b)
Reiter (Hörsaal Vorbereitungsraum 28 Regal b)
Zeiss-Schiene (Zwischenlabor/Lager-Metallregal)
Cassy Interface (Sammlungsraum Schrank 22 Regal e bzw. Hörsaal Untertischmontage)
Verbindungskabel (Hörsaal Vorbereitungsraum Kabelwagen)

 

Aufbau:

Die Lampe,Blende,Intensitätsfilter,Linse,Filterhalter und die Photozelle wie im Bild zu sehen,auf der Zeiss-Schiene
anordnen und ausrichten. Das Gehäuse mit der Monozelle und dem eingebauten Potentiometer zur Erzeugung und Einstellung der Gegenspannung,elektrisch mit dem Messverstärker und der Photozelle verbinden. Den Wahlschalter auf der Rückseite des Photozellengehäuses auf externe Strommessung stellen(nach oben).Den Ausgang der Gegenspannungsmessung des Messverstärkers am Cassy Interface anschließen. Das zugehörige File(h-Bestimmung)am PC öffnen. Den Nullpunkt am Strommessverstärker nach erfolgter Aufwärmzeit korrigieren.Die Monozelle einlegen und das Potentiometer auf 0 Volt Gegenspannung einstellen.


Durchführung:

Den Raum abdunkeln.Den ersten Linienfilter(gelb) mit dem Drehrad wählen und die Abdeckung der Photozelle entfernen.
Mit dem Potentiometer nun die Gegenspannung soweit erhöhen bis ein Vorzeichenwechsel an der Photostromanzeige des Messverstärkers gerade einsetzt.Den angezeigten Messwert am Cassy speichern und die weiteren Linienfilter messen. Die Messung für unterschiedliche Beleuchtungsstärken wiederholen. Das Rotfilter einsetzen und am Drehrad eine freie Stelle(ohne Filrereinsatz)wählen.

Hinweise:

Den Raum abdunkeln.
Den Messverstärker und die Quecksilberdampflampe ca. 10 Minuten vor Versuchsbeginn einschalten.
Die Photozelle nicht ohne eingesetzte Interferenzfilter bestrahlen.
 


Sicherheitshinweise:

Die Hg-Lampe nicht kurz hintereinander ein und ausschalten!!!
Nicht in den Strahlengang der Quecksilberdampflampe schauen.
Das Gehäuse der Quecksilberdampflampe wird in kurzer Zeit sehr heiß!

Dokumente

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#tags

H 11.2,  Grenzfrequenz, Photoeffekt, Fotoeffekt, Planck-Konstante, Austrittsarbeit,

 

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