플랑크상수예비

소개글

플랑크상수예비에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 제목

2. 날짜 목적

3. 실험 기본 이론

4. 실험 장치 및 방법

5. 예비고찰

본문내용

실험으로 측정할 수 있을 것이다.
ⓑ 회절격자 : 광원의 슬릿에서 나온 빛을 분광시킬 수 있는 것으로 1mm당 150 ~600개의 선이 그어져 있는 것이면 적당하다. 또한 부득이 할 경우에는 프리즘을 사용할 수도 있을 것이다.
ⓒ 볼록렌즈 : 광원의 슬릿에서 나온 빛이 회절격자를 통과한 후 다시 광전관 내부로 집속될 수 있도록 한다. 이는 회절격자 주위에 놓게 되므로 회절격자와 일체로 해 두어도 된다.
ⓓ 색 필터 : 회절격자를 사용한 회절무늬의 경우는 스펙트럼이 다른 차수의 것과 겹쳐서 나타나는데 이 경우에 원하지 않는 빛을 차단하거나 외부에서 유입되는 빛을 줄여 줄 수 있도록 "광전효과 실험"에서와 같은 색 필터를 보조해서 쓴다.
ⓔ 중성 필터 : 수은등의 경우는 빛의 밝기 조절이 불가능하므로 광전관에 조사되는 빛의 세기를 조절할 수 있도록 몇 가지 투과율을 갖는 중성 필터를 쓴다.
ⓕ 광전관 : 광전관의 음극-양극간에는 입력 임피던스가 매우 높은 연산증폭기에 의한 1배의 증폭회로가 내장되어 있고 연산증폭기의 출력단이 외부로 인출되어 있다.
ⓖ 전압계 : ⓕ에서 발생되는 저지전압 값을 바로 읽을 수 있는 DMM등 (측정 범위는 4V 이내)
2. 실험 방법
① plank 상수 측정 장치를 그림 3와 같이 장치한다.
② 파장이 알려진 색 셀로이드의 slit를 장치하고 빛을 조사한다.
③ Coarse, Fine 스위치를 조절하여 검류계의 눈금이 zero가 되게 하고 이 때의 전압을 기록한다.
④ 파장이 다른 slit으로 바꾸고 위의 과정을 반복한다.
⑤ 측정된 저지전압과 Filter 진동수 사이의 graph를 그려서 그 기울기로써 plank 상수를 구해 내거나 Einstein의 광전 효과 방정식을 이용하여 plank 상수를 계산한다.
색
파장
진동수
노랑
578.0nm
5.19 x 1014Hz
녹색
546.0nm
5.49 x 1014Hz
파랑
435.8nm
6.88 x 1014Hz
보라
404.7nm
7.41 x 1014Hz
Ⅴ.예비고찰
1. 이번 실험은 광전효과 실험 장치를 통하여 Plank's constant "h"를 결정하는 것이 목적이다. 우선 매뉴얼의 지시에 따라 실험 장치를 올바르게 설치한 후 각 파장별 저지전압을 정확히 측정한다면 Plank's constant는 거의 정확한 값으로 측정이 가능할 것이다. 이러한 저지전압 V를 보다 정확히 구하기 위해서, 우선 전압 V-광전류 A 의 그래프를 작성하여, 과연 전압과 광전류의 관계가 비례하는 일차함수의 관계인지 살펴본 후, 그래프를 토대로 하여 저지전압 를 구하는 것이 보다 정확한 저지전압을 구할 수 있는 방법일 것이다. 이러한 방법으로 저지전압을 구한 후에 각 빛의 파장별 진동수-저지전압과의 관계 그래프를 작성하여 그래프(위의 관계식 (3)에서 보여지듯이 일차함수의 직선)의 기울기를 이용하여 쉽게 Plank's constant를 구할 수 있다. 보다 정확한 상수 값의 결정은 진동수에 따른 보다 정확한 저지전압의 측정에 달려있다. 이는 여러 번의 측정을 통하여 실험 결과와의 영향을 통해서 그래프를 분석하여 정확한 저지전압의 값을 선택해 낼 수 있을 것이다.
2. 결국 빛은 파동과 입자라는 양면성을 갖고 있는데, 광전효과는 빛이 입자라는 걸 처음 증명하게 된 실험이다. 금속판에 빛을 쬐어 주면 그 금속판에서 전자가 튀어 나온다는 것인데, 그것을 직접 해보고 플랑크 상수도 구해 볼 것이다.
플랑크 상수를 구하는 방법은 두 가지가 있는데, 먼저 금속판의 일함수를 알 경우 광전효과 방정식에 대입해 구하는 것과, 일함수를 모르더라도 이론상의 방법을 이용하여 플랑크 상수를 구하는 것이다. 두 번째 방법으로 플랑크 상수를 구하면 역으로 금속판의 일함수도 구할 수 있을 것이다.
◆참고 문헌◆
①『현대물리시험』정기수 정순영 공저, 탐구당 p.31~37 : 실험방법참고
②『물리학총론』Halliday,Resnick 원저, 김종오 역, 교학사 p.1109~1114
③『현대물리학』Eisberg,Resnick 원저, 김종오,송희성,이민호 공역, 교학사 p.30,33
④『새대학물리Ⅱ』서울대학교 물리교재 편찬위원회, 교문사 p.394
⑤ http://physica.gsnu.ac.kr/PhysEdu/modexp/Pelect2/main.htm
⑥ http://www.sejon.or.kr/simpl/si_c/11_yamamodo/11y04_02.shtml
⑦ http://www.mathtown.pe.kr/Dk/D1067.htm

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