Вам понадобится
  • - фотоэлемент с внешним фотоэффектом;
  • - источник света с монохроматором;
  • - плавно регулируемый источник питания на 12 В;
  • - вольтметр;
  • - микроамперметр;
  • - лампочка на 12 В, 0,1 А;
  • - калькулятор, работающий с числами, представленными в экспоненциальной форме.
Инструкция
1
Используйте для опыта фотоэлемент с внешним фотоэффектом. Элемент с внутренним фотоэффектом (т.е., не вакуумный, а полупроводниковый) не подойдет. Испытайте его на пригодность для проведения опыта, для чего подключите к микроамперметру непосредственно, соблюдая полярность. Направьте на него свет - стрелка должна отклониться. Если этого не произойдет, используйте фотоэлемент другого типа.
2
Не меняя полярности подключения ни фотоэлемента, ни микроамперметра, разорвите цепь и включите в ее разрыв регулируемый источник питания, выходное напряжение которого можно плавно менять от 0 до 12 В (с двумя ручками для грубой и точной регулировки). Внимание: включать этот источник следует не в прямой, а в обратной полярности, чтобы он своим напряжением не увеличивал, а уменьшал ток через элемент. Параллельно ему подключите вольтметр - на этот раз в полярности, соответствующей обозначениям на источнике. Этого можно не делать, если в блоке имеется встроенный вольтметр. Также подключите параллельно выходу нагрузку, например, в виде лампочки на 12 В, 0,1 А, на случай, если внутреннее сопротивление источника велико. Свет лампочки попадать на фотоэлемент не должен.
3
Установите напряжение источника на нуль. Направьте в фотоэлемент поток света из источника с монохроматором, выставив длину волны порядка 650 нанометров. Плавно увеличивая напряжение источника питания, добейтесь, чтобы ток через микроамперметр стал равным нулю. Оставьте регулятор в этом положении. Запишите показания вольтметра и шкалы монохроматора.
4
Выставьте на монохроматоре длину волны порядка 450 нанометров. Немного увеличьте выходное напряжение источника питания, чтобы ток через фотоэлемент снова стал равным нулю. Запишите новые показания вольтметра и шкалы монохроматора.
5
Вычислите частоту света в герцах для первого и второго опытов. Для этого поделите скорость света в вакууме, равную 299792458 м/с, на длину волны, предварительно переведенную из нанометров в метры. Для простоты считайте коэффициент преломления воздуха равным 1.
6
Вычтите большее напряжение из меньшего. Результат умножьте на заряд электрона, равный 1,602176565(35)·10^(−19) кулона (Кл), а затем поделите на результат вычитания большей частоты из меньшей. Получится постоянная Планка, выраженная в джоулях, умноженных на секунду (Дж·с). Если она будет близка к официальному значению, равному 6,62606957(29)·10^(-34) Дж·с, опыт можно считать поставленным правильно.