پاورپوینت دستور كار آزمایشگاه فیزیك جدید

در 156 اسلاید قابل ویرایش با فرمت pptx

فهرست آزمایشات:

آزمایش اثر فتو الكتریسیته

آزمایش اندازه‌گیری e/m الكترون

آزمایش سری بالمر

آزمایش اثر هال

آزمایش میلیكان

آزمایش پدیده زیمن

آزمایش تابش جسم سیاه

آزمایش گسیل و جذب نور

آزمایش تشدید اسپین الكترون

آزمایش فرانك هرتز

اثر فوتوالكتریسیته

وسائل آزمایش: دستگاه آزمایش اثر فتوالكتریسیته، لامپ جیوه پرفشار منبع تغذیه لامپ جیوه، پایه مكعبی شكل، منبع ولتاژ و تقویت كننده جریان مدل5117 .

هدف آزمایش: انجام آزمایش فتوالكتریسیته، مشاهده كوانتومی بودن انرژی فوتون و تعیین ثابتh  پلانك.

ملاحظات نظری: نیمی از یك محفظه شیشه‌ای خلأ كه از فلزی قلیایی مثلاً پتاسیم پوشیده شده بعنوان كاتد و میله فلزی كه در محل محور ان قرار گرفته است بعنوان آند عمل می‌نمائید.

هرگاه فوتونی با بسامد f به كاتد برخورد كند، در صورتیكه انرژی آن كافی باشد الكترونی از فلز به بیرون پرتاب می‌گردد(اثر فتوالكتریك بیرونی). برخی از الكترون‌های پرتاب شده به آند می‌رسند لذا ولتاژ V بین اند و كاتد برقرار می‌شود تا انرژی جنبشی بیشینه‌الكترون‌ها را كه از معادله انیشتن بدست می‌آید به انرژی پتانسیل U تبدیل و آن‌ها را قبل از رسیدن به آند متوقف نماید.

طبق معادله انشتن :                كه در آن A تابع كار مربوطه به سطح كاتد، v سرعت الكترون خارج شده از كاتد و m جرم حالت سكون الكترون است .  بنابراین  فقط

الكترون‌هائی به آند می‌رسند كه انرژی پتانسیل آنها با انرژی جنبشی‌شان برابر گردد.

یك انرژی پتانسیل تماس اضافی φ كه بخاطر یكسان نبودن سطح آند و كاتد ظاهر می‌شود، رابطه را به صورت زیر در می‌آورد:

اگر فرض كنیم كه A و φ از بسامد نور f تابشی مستقل هستند، یك رابطه خطی بین ولتاژ V و بسامد نور بدست می‌آید. كه e بار الكتریكی الكترون است.

هرگاه نمودار تغییرات V بر حسب f و ضزیب زاویه این نمودار خطی را بدست آوریم برای h خواهیم داشت:  h= 6/7 * 10-34 JSec     

كه خطای استاندارد آن حدود ∆h=0/3 * 10-34 Sec می‌باشد.

روش آزمایش: لامپ جیوه پرفشار را به منبع تغذیه آن متصل و روشن كنید تا گرم شود. گرم شدن لامپ حدود 3 دقیقه طول می‌كشد.

        توجه مهم:

اشعه‌ی فرا بنفش لامپ جیوه برای چشمان شما بسیار مضر است

 لذا مراقبت كنید كه نور مستقیم لامپ به چشمان شما و دوستانتان

 نتابد و از نگاه كردن مستقیم به داخل محفظه آن بپرهیزید.

درب دستگاه را بردارید و مسیر نور را كه پس از عبور از عدسی، شكاف و منشور و بازتابش از آینه به سلول فتوالكتریك می‌رسد تعقیب كنید و یك قطعه       كاغذ سفید در  محل  شكاف ورود  نور به سلول  فتوالكتریك قرار دهید  و  محل

شكاف و عدسی ابتدای دستگاه را طوری تنظیم  كنید  كه  تصاویر  رنگی  شكاف

بوضوح مشاهده و در یكدیگر وارد نشده باشند. به كمك پیچ‌های مربوطه وضعیت آینه و محل سلول را طوری تنظیم كنید كه بخش مورد نظر طیف جیوه (به صورت تكرنگ) به سلول برسد. با توجه به طیف جیوه طول موج آنرا تعیین و یادداشت كنید. درب دستگاه را كاملاً ببندید تا از ورود نور اضافی محیط آزمایشگاه به سلول جلوگیری شود. در محل استقرار لامپ جیوه یك دریچه فلزی قرار دارد كه در مواقع لزوم می‌توانید آنرا ببندید تا مانع ورود نور لامپ جیوه به دستگاه شوید. بدنه دستگاه را توسط یك سیم مناسب به سیم زمین آزمایشگاه متصل نمائید تا از بروز اختلالات احتمالی جلوگیری و دقت آزمایش زیاد‌تر گردد. به كمك یك سیم هم محور (Coaxial) خروجی دستگاه كه كاتد و آند سلول فتو الكتریك است را به دستگاه اندازه‌گیری كه دارای تقویت كننده است متصل نمائید.