Resultaten van de bepaling van de constante van Planck met ...

More documents

Recommendations

Info

Inhoudsopgave 1 Inleiding 3 2 Theorie 3 3 Experiment 4 3.1 Proefopstelling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 3.2 Meetmethode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 3.2.1 Thermische Staart . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 3.3 Data-Analyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 4 Resultaten 7 4.1 Constante van Planck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 4.2 Uittreedenergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 5 Evaluatie 7 2
1 Inleiding De constante van Planck is een fundamentele natuurconstante die het verband geeft tussen de energie van een deeltje en haar golffrequentie. Zij is ontdekt toen Max Planck aan het eind van de 19e eeuw onderzoek deed naar de energie die wordt uitgestraald door zogenaamde zwarte stralers, die op alle golflengten energie uitstralen. De constante h wordt ook vaak geschreven als = h 2π . In deze vorm wordt ze ook wel de constante van Dirac of de gereduceerde constante genoemd. Met behulp van zijn constante kon Planck laten zien hoe energie in kleine ‘pakketjes’ gekwantiseerd wordt. Dit gaf aanleiding tot de kwantummechanica. De gereduceerde vorm speelt een rol in de onzekerheidsrelatie van Heisenberg, die beschrijft dat van een deeltje ofwel de impuls ofwel de locatie nauwkeurig gekend kan worden. De constante van Planck is een van de kleinste hoeveelheden in de hedendaagse natuurkunde, en dit benadrukt de extreem kleine schaal waarop kwantummechanische processen zich manifesteren. Dit heeft tot gevolg dat dergelijke processen in het dagelijks leven niet waarneembaar zijn en dat het bepalen van deze constante een uiterst precaire bezigheid behelst. 2 Theorie Wanneer een foton een metalen oppervlak raakt, kan het foton zijn energie overdragen aan een elektron in het metaal. Als deze energie groter is dan de bindingsenergie, kan het elektron loskomen uit het metaal. Dit effect heet het foto-elektrisch effect. De energie die het elektron krijgt is afhankelijk van de energie die het foton had, gegeven door hν = hc λ . Hierbij is ν de frequentie van het foton,λ de golflengte, c de lichtsnelheid en h de constante van Planck, die in deze proef bepaald zal worden. De opstelling maakt gebruikt van een kathode en een anode, met een verschillende potentiaal, waarin zich uiteraard elektronen bevinden. De kathode, die een lagere potentiaal heeft, wordt geraakt door fotonen. Als het foton genoeg energie heeft maakt deze een elektron vrij. Het vrijgemaakte elektron kan de anode alleen bereiken als deze genoeg energie heeft. De energie die een foton moet hebben om een elektron uit de kathode de anode te laten bereiken is minstens: hν > φ A − eV ak (1) Hierbij is φ A de uittreedenergie, en V ak het potentiaalverschil. Als er net genoeg energie is om een elektron de anode te laten bereiken, geldt er hν = φ A − eV ak . V ak is hier de remspanning V rem : V rem = −hν − φ A e = −( hc e )( 1 λ ) + φ A e . (2) Deze vergelijking laat zien dat de richtingscoëfficient van de figuur van V rem tegen 1 hc λ gelijk te stellen is aan − e . 3
Page 1: Resultaten van de bepaling van de c
Page 5 and 6: 3.2.1 Thermische Staart Hierbij moe
Page 7: 4 Resultaten 4.1 Constante van Plan

Resultaten van de bepaling van de constante van Planck met ...

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?