플랑크상수 예비보고서

목차

Ⅰ. 실험 제목

Ⅱ. 실험 일자, 목적

Ⅲ. 실험 이론

Ⅳ. 실험 기기 및 방법

Ⅴ.예비고찰

본문내용

관에 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

키워드

플랑크상수,   광전효과,   H,   Plank's constant,   입자