[기초물리학실험] 광전 효과 실험

소개글

[기초물리학실험] 광전 효과 실험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 목적

2. 이론

3. 실험 기구

4. 실험 방법

5. 결과

6. 토의

7. 오차분석

8. 참고자료

본문내용

진동수는 필터에 따라서 각각 다른 색이 다른 진동수를 갖는다는 것을 이용하여 실험을 하였다. 여기서 필터는 특정 색을 제거하는 역할을 한다. 예를 들어 빨간색 필터는 백색광에서 빨간색 파장을 제거하는 역할을 한다.
먼저 진동수에 대한 비교를 하면 0V, Lu1 일때의 필터별 전류를 관찰하면 빨간색부터 파란색까지 순서대로 71>62>56>50 나오는 것을 볼 수 있다. 즉 빨간색이 빠진 빛에서는 전류가 가장 크다는 것은 전체 백색광 중에서 빨간색이 차지하는 에너지 비중이 그만큼 작다는 말이 된다. 즉 전류가 작을수록 필터로 걸려서 나온 파장이 가지는 에너지가 더 크다는 말이 된다.
이번에는 빛의 강도 Lu에 크기에 따른 전류차를 비교해 보자. 먼저 빨간색 필터에서 0V로 고정시킬 때 Lu에 크기에 따라 71<85<92로 증가하며 이것은 빛의 강도에 따라서 전류가 산술적으로 증가한다는 것을 알려준다.
이것으로 금속판에서 튀어 나오는 전하들은 빛의 진동수와 세기에 영향을 받는다는 생각을 할 수 있다 그러나 의심이 가는 부분이 있는 것을 알 수 있다.
그것은 낮은 진동수에서 빛의 세기만을 증가 시켰을 때 전하가 나오지 않는다는 점이다.
이것은 이번 실험에서 빛의 세기를 일정 정도 이상으로 올릴 수 없는 관계로 알 수 없었다. 이 사실은 빛의 세기가 전하의 속도를 증가시킨 것이 아니라 단지 더 많은 전하들과 충돌했다는 결론을 만들어 낸다. 결론적으로 전하는 진동수에만 영향을 받는다는 결론에 이르게 되는데 위에서 보았다시피 전류는 진동수에 산술적으로 비례하므로
라는 식으로 표현되게 되는 것이다. 이러한 결과는 파동에서는 볼 수 없는 결과이며( 왜냐하면 파동은 진동수 진폭에 제곱에 비례하므로) 그 결과 빛이 입자적인 성질을 가지고 있음을 보여준다. 즉 금속판에 박혀있는 전하들과 빛 입자들이 충돌을 하여 전하들이 산란된다는 것이다.
이 실험에서 알 수 없지만 중요한 사실은 금속판에 따라서 전류가 흐르는 진동수의 지점이 다르다는 것이다. 이것은 금속마다 그들이 가지고 있는 전하들을 산란 시키는데 필요한 에너지가 각각 다르다는 것을 알려주는데 그때의 진동수를 고유 진동수 이 진동수의 에너지를 일함수라고 한다.
이번실험에서 아쉬운 점은 낮은 주파수에서 빛의 강도를 올려 줄때 전류가 흐르지 않는다는 사실을 알 수 없었다. 즉 가장 낮은 진동수 파란색 필터 일 때 이미 대상이 되는 금속판에 전류를 흐르기 충분하기 때문이다. 또한 금속판을 바꾸어 가며 측정할 수 없으므로 일함수나 고유 진동수를 측정할 수 없었다는 것이다.
7.오차의 원인 및 분석
이번 실험은 대체적으로 오차 없이 진행된 실험이며 역 전압이 계속 존재 하는데 전류가 감소하지 않고 일정한 것은 기준점을 0이 아닌 100으로 잡았기 때문이다. 사실 빨간색 필터일 경우에는 더 낮게 설정을 하였다. 이러한 이유 때문에 빛의 세기가 강할수록 전압에 대하여 변하는 전류가 더 커지는 것을 알 수 있다.
8.참고문헌
1.일반물리학(halliday)
2.현대물리학(경문사)
3.일반물리학 실험(형설)

키워드

광전효과,   물리학실험,   기초물리학,   전공물리실험