광전효과 결과re

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광전효과 결과re에 대한 보고서 자료입니다.

목차

4.측정값
　1)전원공급 장치가 역방향(광전전류와 반대방향)일때

2.실험결과




1. 실험목적

2.실험이론

3.실험기구 및 재료

4.실험방법

7.결론 및 검토

8.질문 및 토의

9.참고문헌 및 출처

본문내용

히 많은 오차를 보이고 있다
이론상이라면 이고 이식을 f에 관해 정리하면 이다 이때 의 음의 방향에서 같은 전압을 가해준다고 생각해보자 예를들어 가 -0.5V일 때 파장이 작으면 이 큰 값을 나타내야 되고 파장이 크면 이 작은 값을 나타내야 한다(,이므로) 즉, 파장이 366nm렌즈를 끼웠을 때 가장 큰 이 나오고 그다음 405nm, 436nm, 546nm, 578nm 순으로 큰 값이 나와야 한다
하지만 우리조의 측정값은 위의 그래프의 형태로 나왔다 파장이 405nm렌즈를 끼웠을 때 와 파장이 366nm인 렌즈를 끼웠을 때 가 파장이 546nm인 렌즈를 끼웠을 때 보다 작게 나왔다
오차의 원인은 많겠지만 그 중 하나를 생각해 보았다
내 예상은 ‘짧은 파장(366nm,405nm)의 렌즈가 빛의 세기를 긴 파장(578nm,405nm)인 렌즈보다 빛의 세기를 더 많이 줄였을 수도 있을 것이다’이다
예를들어 전구가 하나 있다 이때 전구 앞에 빨간색의 색종이를 대서 투과 시켰을 때랑 보라색의 색종이를 이용하여 투과 시켰을 때 빨간색의 색종이가 원래의 밝기에 비해 덜 어둡게 만든다는 것을 알수 있다
검은색은 빛을 흡수하는 성질을 띄고 흰색은 빛을 반사하는 성질을 띈다 그래서 이실험에서 밝은 색의 즉, 파장이 578nm,405nm인 렌즈를 꼈을 때 어두운색 즉, 파장이 366nm,405nm인 렌즈를 꼈을 때 보다 덜 흡수 하는 것이다
그렇다면 바로위에 있는 이 그래프를 보다시피 빛의 세기에 따라 의 값이 줄어든다
즉, 파장이 366nm와 405nm인 렌즈는 빛을 투과했을 때 파장이 578nm,546nm 인 렌즈보다 더 어둡게 빛을 통과 시키는 것이다 그렇다면 어두운 빛깔의 렌즈의 값이 밝은 빛깔의 렌즈보다 더 낮은 값을 가질 수있다는게 설명이 된다
그렇다면 이 오차를 없애기 위해선 어떤 방법을 고안할 수 있을까? 우리 실험의 L이 10cm 이상 일때를 보면 값이 일정한 값을 나타내는 부분이 좀더 큰 값에 있다는 것을 유추를 할 수 있다(실험결과에 그래프로 표시되어있다) 하지만 그 의 값이 다 같은지는 확인을 할 수 없었다
만약 5개의 렌즈가 같은 빛의 세기를 발(發)하면 충분히 높은 값에서 이 같을 것이다 그러나 만약 다 같지 않다면 빛의 세기가 다르다는 뜻이다
즉, 이 원인의 오차를 줄이려면 충분히 높은 의 값을 걸어주고 의 값이 항상 일정한지를 확인 해야한다
다음으로 이 그래프는 x축이 진동수이고(단위 Hz,,) y축은 정지전압(단위 V,이 0 일때의 값)이다 이 그래프에서 기울기는 (단위 eV)이므로 플랑크 상수 값이 된다(이때 h는 →로 바꾸려면 전자의 전하량을 곱해줘야 한다)
이론값 즉, 기울기가 플랑크 상수인 그래프는 h이고 기울기가 플랑크 상수이다
우리조 실험은 L의 길이에 따라 나타냈다 오차는 L의 크기가 커질수록 값이 커졌다
L=0cm
일 때 기울기(h)
L=10cm
일 때 기울기(h)
L=15
일 때 기울기(h)
L=20
일 때 기울기(h)
측정값()
이론값()
오차
8.95%
10.65%
19.12%
21.79%
실험할 때 L과의 거리를 만들 때 광원과 photocell detector사이의 거리를 검은색 종이를 말아 원기둥 형태로 막았지만 그 사이에 오차가 생긴 것 같다
L이 커지면 커질수록 플상크 상수의 측정값 즉, 기울기가 감소 하고 있다. 기울기에 관한 식은 인데 진동수의 변화량은 렌즈에 적혀있는 값을 읽은 것 뿐이라 오차가 생길 가능성은 거의 없다고 본다. 하지만 정지전압의 변화량은 우리가 직접 측정한거라 오차 가 생겼을 수도 있다
그렇다면 기울기가 작다는 말은 정지전압의 변화량이 작아져서 생겼다고 할 수 있다
많은 오차의 원인이 있을 수 있지만 원통 안으로 빛이 새어 들어 왔을 경우를 생각해보자
이다 긴 파장은 진동수가 작아서 작은 에너지를 가지고 있다 이때
외부에서 검은 원통 안으로 빛이 들어오면 긴 파장부터 작은 파장의 모든 진동수를 가진 빛이 썩여버리고 이로인해 원래 설정의 긴 파장의 진동수 보다 짧은 파장의 진동수가 들어와 값이 커질수 있을 것이다 반면에 짧은 파장을 측정할 때 외부에서 빛이 들어오면 마찬가지로 짧은 파장의 빛이 썩여버려 값이 작게 측정될 수 있을 것이다 그로 인해 이론값의 정확한 정지전압을 얻을 수 없게 되고 원통의 길이가 길면 길수록 외부에서 빛이 유입될 가능성이 높아져서 점점 더 오차가 심해졌지 않았을까 추측해본다.
따라서 오차를 줄이려면 종이를 여러번 둘둘 말아서 빛이 최대한 들어오지 못하게 만든다는지 실험실을 최대한 암실로 만들어 실험하는 방법이 있을것이다
이번실험에서 아쉬운 점은 충분한 값을 실험 범위에 넣지 못했다는 것이고 의 값을 높이기 위해 전원공급장치의 전압을 충분히 높혀 줬다면 오차의 대한 해석이나 실험값이 더 잘 나왔을 것이다 또 L을 만들어 주는 원통을 두껍게 만들어 빛이 안 들어 가게 했으면 이론값과 더 비슷한 결과를 얻을 수 있을 것이다
8.질문 및 토의
1)전자가 같은 광자 한테 에너지를 받는데 왜 어떤 전자는 최대 운동에너지를 가지고 어떤 전자는 최대 운동 에너지를 갖지 못하는가?
그림과 같이 금속의 바깥쪽에 있는 전자는 광자에게 hf의 에너지
를 받고 일함수를 지불하고 바로 나올수 있지만 금속의 뒤편에 있는 전자는 일함수를 지불하고 나오는 과정에서 원자들과 충돌 에 의해 에너지를 잃는다 따라서 최대 운동에너지를 가진 전자 가 존재한다
2)왜 전자하나에 광자 하나 밖에 부딛 히지 않을까??
하나의 전자에 에너지가 작은 여러개의 전자가 동시에 부딪히면 에너지를 얻을 수 있을 거라고 생각이 든다 하지만 전자는 매우 작은 물질이라 이 전자에 두 개 이상의 광자가 부딛힐 확률은 매우 적다 그래서 전자하나에 광자하나 밖에 부딪히지 않는다고 가정한 다 그러나 실제로는 전자하나에 광자여러개를 충돌하는 실험이 있다고 한다(현대 물리학 교수님 말씀)
9.참고문헌 및 출처
◎용어 (흑체,진동자,자외선 파탄)-네이버
◎실험기구 및 사용법-물리학과 홈패이지,PHYWE(조교님 매뉴얼),실험시간에 찍은 사진
◎그림 (금속판에서 튀어나온 전자, 광전효과실험)-네이버
◎실험 회로도-PHYME(조교님 매뉴얼)

키워드

광전,   광자,   빛,   실험,   광전효과,   결과,   광전전류,   전류증폭기