ΤΕΙ ΑΘΗΝΑΣ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ & Τ/Υ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΚΗΣ ΟΠΤΙΚΗΣ - ΟΠΤΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ & LASER



Σχετικά έγγραφα
Φωτοηλεκτρικό Φαινόµενο Εργαστηριακή άσκηση

Το φωτοηλεκτρικό φαινόµενο: Προσδιορισµός της σταθεράς του Planck και του έργου εξαγωγής φωτο-ηλεκτρονίων

Άσκηση 3 Η φωτο-εκπέµπουσα δίοδος (Light Emitting Diode)

ΜΕΤΡΗΣΗ ΤΗΣ ΣΤΑΘΕΡΑΣ ΤΟΥ PLANCK

ΤΕΙ - ΧΑΛΚΙ ΑΣ 4. ΕΙ ΙΚΕΣ ΙΟ ΟΙ. ίοδος zener. Χαρακτηριστική καµπύλη διόδου zener. Χαρακτηριστική καµπύλη διόδου Zener

Ακτίνες Χ (Roentgen) Κ.-Α. Θ. Θωμά

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΤΟΥ ΕΞΩΤΕΡΙΚΟΥ ΦΩΤΟΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟΥ

Πείραμα Το Φωτοηλεκτρικό Φαινόμενο: Σταθερά του Planck

ΣΩΜΑΤΙ ΙΑΚΗ ΦΥΣΗ ΦΩΤΟΣ

Ατομική Φυσική. Η Φυσική των ηλεκτρονίων και των ηλεκτρομαγνητικών δυνάμεων.

Φυσική ΙΙ (E) Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ

ΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΓΕΝ. ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΑΤΟΜΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΜΑ 1 ο.

Πρόοδος µαθήµατος «οµικής και Χηµικής Ανάλυσης Υλικών» Χρόνος εξέτασης: 3 ώρες

Κβαντική Φυσική Ι. Ενότητα 1: Ανασκόπηση Σύγχρονης Φυσικής. Ανδρέας Τερζής Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Φυσικής

ΣΚΟΠΟΣ ΤΟΥ ΠΕΙΡΑΜΑΤΟΣ: Μελέτη του φωτοηλεκτρικού φαινομένου, προσδιορισμός της σταθεράς του Planck, λειτουργία και χαρακτηριστικά φωτολυχνίας

ΕΝΩΣΗ ΚΥΠΡΙΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ

: ΠΡΑΚΤΙΚΕΣ ΔΡΑΣΤΡΙΟΤΗΤΕΣ

Ασκήσεις Φασµατοσκοπίας

ΤΕΙ ΑΘΗΝΑΣ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ & Τ/Υ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΚΗΣ ΟΠΤΙΚΗΣ - ΟΠΤΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ & LASER

( J) e 2 ( ) ( ) x e +, (9-14) = (9-16) ω e xe v. De = (9-18) , (9-19)

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ

ιαγώνισµα Β Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κυριακή 5 Απρίλη 2015 Φως - Ατοµικά Φαινόµενα - Ακτίνες Χ

Μετά το τέλος της µελέτης του 1ου κεφαλαίου, ο µαθητής θα πρέπει να είναι σε θέση:

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑΚΗ ΔΟΜΗ ΤΩΝ ΑΤΟΜΩΝ Η ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ II. ΤΟ ΦΩΣ ΜΟΝΤΕΛΟ ΤΟΥ BOHR Ν. ΜΠΕΚΙΑΡΗΣ

Κεφάλαιο 37 Αρχική Κβαντική Θεωρία και Μοντέλα για το Άτομο. Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΔΟΜΗ ΑΤΟΜΩΝ ΚΑΙ ΜΟΡΙΩΝ ΠΕΡΙΟΔΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ ΑΤΟΜΙΚΟ ΠΡΟΤΥΠΟ ΤΟΥ BOHR

ΑΣΚΗΣΗ 7. Θερµοϊονικό φαινόµενο - ίοδος λυχνία

Θέµατα Φυσικής Γενικής Παιδείας Γ Λυκείου 2000

ΠΡΟΤΥΠΟ ΛΥΚΕΙΟ ΕΥΑΓΓΕΛΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗΣ ΣΜΥΡΝΗΣ

ΦΩΤΟΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ

Θέµατα Φυσικής Γενικής Παιδείας Γ Λυκείου 2000

ΑΣΚΗΣΗ 10. Φωτοηλεκτρικό φαινόµενο Μέτρηση σταθεράς του Planck

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2015 Β ΦΑΣΗ

ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ 2/6/2005 ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ

ΠΕΙΡΑΜΑ FRANK-HERTZ ΜΕΤΡΗΣΗ ΤΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΔΙΕΓΕΡΣΗΣ ΕΝΟΣ ΑΤΟΜΟΥ

ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ

ΟΡΟΣΗΜΟ ΘΕΜΑ Δ. Δίνονται: η ταχύτητα του φωτός στο κενό c 0 = 3 10, η σταθερά του Planck J s και για το φορτίο του ηλεκτρονίου 1,6 10 C.

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

LASER 4. ΜΕΛΕΤΗ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΩΝ ΜΕΓΕΘΩΝ ΤΟΥ ΙΟ ΙΚΟΥ LASER ΑΙΣΘΗΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΦΥΣΙΚΟΘΕΡΑΠΕΙΑΣ GaAs (ΤΥΠΟΥ FE-LA 10)

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Γραµµικά πολωµένο φως - Ο νόµος του Malus

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ Α

Όλα τα θέματα των εξετάσεων έως και το 2014 σε συμβολή, στάσιμα, ηλεκτρομαγνητικά κύματα, ανάκλαση - διάθλαση Η/Μ ΚΥΜΑΤΑ. Ερωτήσεις Πολλαπλής επιλογής

ιστοσελίδα μαθήματος

Ακτίνες επιτρεπόμενων τροχιών (2.6)

ΕΝΩΣΗ ΚΥΠΡΙΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ

ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΕΤΑΡΤΗ 23 MAΪΟΥ 2012 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΕΞΙ

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ: ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ/Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΘΕΡΙΝΑ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ:

Περι - Φυσικής. ιαγώνισµα Β Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κυριακή 5 Απρίλη 2015 Φως - Ατοµικά Φαινόµενα - Ακτίνες Χ. Θέµα Α. Ενδεικτικές Λύσεις

είναι τα μήκη κύματος του φωτός αυτού στα δύο υλικά αντίστοιχα, τότε: γ. 1 Β) Να δικαιολογήσετε την επιλογή σας.

ΜΑΘΗΜΑ: ΟΠΤΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ ΚΑΙ ΟΠΤΙΚΑ ΙΚΤΥΑ - ΙΟ ΟΙ LASER

5 Σχετικιστική μάζα. Στο Σ Πριν Μετά. Στο Σ

5 Σχετικιστική μάζα. Στο Σ Πριν Μετά. Στο Σ

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΡΙΤΗ 3 ΙΟΥΛΙΟΥ 2001 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ : ΦΥΣΙΚΗ

ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΕΤΑΡΤΗ 23 MAΪΟΥ 2012 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΕΞΙ

Το υποσύστηµα "αίσθησης" απαιτήσεις και επιδόσεις φυσικά µεγέθη γενική δοµή και συγκρότηση

3. Σε ένα λαµπτήρα πυρακτώσεως βολφραµίου: α. παράγεται κατά κύριο λόγο ορατό φως από την αποδιέγερση των ατόµων του βολφραµίου.

ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ. Στις παρακάτω ερωτήσεις 1-4, να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα, το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΘΕΡΙΝΑ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 10/11/2013

ΣΥΣΚΕΥΗ ΦΩΤΟΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟΥ ΤΕΧΝΙΚΟ ΕΓΧΕΙΡΙΔΙΟ ΟΔΗΓΙΕΣ ΧΡΗΣΗΣ

ΙΑΤΡΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ eclass: MED808 Π. Παπαγιάννης

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ

Δx

Μην ξεχνάµε την διαπεραστική µατιά του Λυγκέα.

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ 2012 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

αγωγοί ηµιαγωγοί µονωτές Σχήµα 1

Το ατομικό πρότυπο του Βohr μπορεί να περιγράψει το γραμμικό φάσμα των στοιχείων α. Α και Β β. Β και Γ γ. μόνο του Α δ. μόνο του Β.

ΤΟ ΦΩΤΟΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ. 3. Ισότοποι ονοµάζονται οι πυρήνες που ανήκουν στο ίδιο χηµικό στοιχείο και έχουν τον ίδιο: α. µαζικό αριθµό β.

ΘΕΜΑΤΑ ΚΑΙ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ 2012

Γ' ΤΑΞΗ ΓΕΝ.ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΦΥΣΙΚΗ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Περίθλαση από µία σχισµή.

Κβαντική µηχανική. Τύχη ή αναγκαιότητα. Ηµερίδα σύγχρονης φυσικής Καραδηµητρίου Μιχάλης

ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑ I Ασκήσεις

ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΠΡΩΤΟ ΤΟ ΦΩΣ

Α1. Πράσινο και κίτρινο φως προσπίπτουν ταυτόχρονα και µε την ίδια γωνία πρόσπτωσης σε γυάλινο πρίσµα. Ποιά από τις ακόλουθες προτάσεις είναι σωστή:

Η ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ ΤΟΥ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ

ΖΗΤΗΜΑ 2 ο 220. µετατρέπεται σε βισµούθιο -212 ( Bi) διασπάσεων: 220. Α. Το ραδόνιο 220 ( 1. Να συµπληρώσετε τις παραπάνω εξισώσεις.

ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ. Στις παρακάτω ερωτήσεις 1-4, να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα, το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΕΝΩΣΗ ΚΥΠΡΙΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ/Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΑΠΟΦΟΙΤΟΙ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 09/01/12 ΛΥΣΕΙΣ

Γραμμικά φάσματα εκπομπής

ΑΣΚΗΣΗ 15 Μελέτη φωτοδιόδου (φωτοανιχνευτή) και διόδου εκπομπής φωτός LED

ΦΑΣΜΑΤΑ ΕΚΠΟΜΠΗΣ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ

ΑΣΚΗΣΗ 10. Φωτοηλεκτρικό φαινόμενο Μέτρηση σταθεράς του Planck

Οι ακτίνες Χ είναι ηλεκτροµαγνητική ακτινοβολία µε λ [ m] (ή 0,01-10Å) και ενέργεια φωτονίων kev.

ΑΚΤΥΛΙΟΙ ΤΟΥ ΝΕΥΤΩΝΑ

Ευρωπαϊκή Ολυµπιάδα Φυσικών Επιστηµών 2009 Προκαταρκτικός διαγωνισµός στη Φυσική. Σχολείο: Επισηµάνσεις από τη θεωρία

Μονάδες Το γραμμικό φάσμα του ατόμου του υδρογόνου ερμηνεύεται με

ΕΠΑ.Λ. Β ΟΜΑ ΑΣ ΦΥΣΙΚΗ I ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙ ΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2006

ΘΕΜΑ Β Β.1 Α) Μονάδες 4 Μονάδες 8 Β.2 Α) Μονάδες 4 Μονάδες 9

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΘΕΡΙΝΑ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 16/11/2014 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: ΑΡΧΩΝ ΜΑΡΚΟΣ ΘΕΜΑ Α

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ

Γιατί δεν πιάνεται; (δεν το αισθανόμαστε- δεν το πιάνουμε)

Doppler Radar. Μεταφορά σήµατος µε την βοήθεια των µικροκυµάτων.

3. Ισότοποι ονοµάζονται οι πυρήνες που ανήκουν στο ίδιο χηµικό στοιχείο και έχουν τον ίδιο: α. µαζικό αριθµό β. ατοµικό αριθµό

Transcript:

ΤΕΙ ΑΘΗΝΑΣ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ & Τ/Υ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΚΗΣ ΟΠΤΙΚΗΣ - ΟΠΤΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ & LASER ΑΣΚΗΣΗ ΝΟ6 ΜΕΛΕΤΗ ΦΩΤΟΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΦΑΙΝΟΜΕ- ΝΟΥ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΦΩΤΟΕΚΠΕΜΠΟΥΣΩΝ ΙΟ ΩΝ (LEDS) Γ. Μήτσου

Α. Θεωρία 1. Εισαγωγή Το φωτοηλεκτρικό φαινόµενο αναφέρεται στην εκποµπή ηλεκτρονίων από µεταλλική επιφάνεια, όταν σ αυτή προσπέσει δέσµη φωτός. Η µέγιστη κινητική ενέργεια των αποσπώµενων ηλεκτρονίων (φωτοηλεκτρόνια) εξαρτάται µόνο από τη συχνότητα του φωτός και από τη χηµική ταυτότητα της µεταλλικής επιφάνειας. Για κάθε µέταλλο διαµορφώνεται µια συγκεκριµένη συχνότητα αποκοπής ν 0, κάτω από την οποία δεν παρατηρείται το φαινόµενο. Σηµείωση: Εκτεταµένη παρουσίαση του φωτοηλεκτρικού φαινοµένου γίνεται στο βιβλίο «Εργαστηριακές Ασκήσεις Οπτικής Οπτοηλεκτρονικής και Laser µε Στοιχεία Θεωρίας ΙΙ» των Α. Ανδριτσάκη Γ. Μήτσου. Μελιτσιώτη (Κεφ. 7, Σελ. 323). 2. Κβαντική ερµηνεία φωτοηλεκτρικού φαινοµένου Μια ικανοποιητική εξήγηση του φαινοµένου, µπορεί να δοθεί µε βάση τη κβαντική θεωρία. Ο Α. Einstein εφήρµοσε τη κβαντική θεωρία για να εξηγήσει τη φύση της ηλεκτροµαγνητικής ακτινοβολίας το 1905 και αυτό οδήγησε σε µια ικανοποιητική ερµηνεία του φωτοηλεκτρικού φαινοµένου. Σύµφωνα µε τη κβαντική θεωρία, τα φαινοµενικώς συνεχή ηλεκτροµαγνητικά κύµατα είναι κβαντισµένα, αποτελούµενα από διακριτές ποσότητες (κβάντα) που καλούνται φωτόνια. Κάθε φωτόνιο έχει ενέργεια Ε, που εξαρτάται µόνο από τη συχνότητα (ή από το µήκος κύµατος) και δίνεται από τη σχέση: Ε = hν = h(c/λ) (1) όπου c = 3 x 10 8 m/sec και h = 6.626x10-34 Joules. sec, που καλείται σταθερά του Plank, γιατί ήταν ο πρώτος που προσδιόρισε την τιµή της το 1900 κατά την εξήγηση του φαινοµένου της ακτινοβολίας µέλανος σώµατος. Σύµφωνα µε τη θεωρία, µια ακτίνα φωτός συχνότητας ν, αποτελείται από φωτόνια, το καθένα µε ενέργεια hν. Ένα φωτόνιο µπορεί να αλληλεπιδράσει µε ένα µόνο ηλεκτρόνιο της µεταλλικής επιφάνειας και να του προσδώσει όλη του την ενέργεια. Αν αυτή η ενέργεια είναι µεγαλύτερη από την ενέργεια δέσµευσης του ηλεκτρονίου, το επί πλέον ποσό µετατρέπεται σε κινητική ενέργεια του φωτοηλεκτρονίου. ηλαδή: 1 2 h ν = W + mu max (φωτοηλεκτρική εξίσωση Einstein) (2) 2 όπου m η µάζα του ηλεκτρονίου και u max η µέγιστη ταχύτητα του φωτοηλεκτρονίου Το πρώτο µέρος της σχέσης (2) µας δίνει την ενέργεια, που ένα φωτόνιο προσδίνει σε ένα δεσµευµένο ηλεκτρόνιο. Τα ηλεκτρόνια, που είναι λιγότερο δεσµευµένα, αφήνουν την επιφάνεια µε τη µέγιστη κινητική ενέργεια. Το δεύτερο µέρος της σχέσης µας δίνει την ενέργεια, που προσλαµβάνει ένα ηλεκτρόνιο από ένα φωτόνιο, δηλαδή κινητική ενέργεια και ενέργεια δέσµευσης. Η ενέργεια δέσµευσης W του ηλεκτρονί- Ref/G.M 2

ου, καλείται συνάρτηση έργου και εκφράζει το έργο που απαιτείται για την απόσπαση ενός δεσµευµένου ηλεκτρονίου από τη µεταλλική επιφάνεια. Ένα ηλεκτρόνιο εποµένως, δεσµευµένο µε ενέργεια W µπορεί να διαφύγει από µεταλλική επιφάνεια, αν προσλάβει από ένα φωτόνιο ποσό ενέργειας ίσο ή µεγαλύτερο από αυτή την ενέργεια, δηλαδή αν hν > W = hν 0 ή αν ν > ν 0. Όταν ένα φωτοηλεκτρόνιο επιταχύνεται από ένα δυναµικό V, η κινητική του ενέργεια δίνεται από τη σχέση: 1 2 mu max ev 2 = (3) όπου e = 1.60218 x 10-19 C είναι το φορτίο του ηλεκτρονίου Για κάποιο αρκετά υψηλό αρνητικό δυναµικό, δηλαδή για κάποια τιµή της ανάστροφης τάσης πόλωσης, θα σταµατήσει η κίνηση των ηλεκτρονίων ανάµεσα στα ηλεκτρόδια της διάταξης και εποµένως θα µηδενιστεί το φωτόρευµα. Το δυναµικό αυτό καλείται δυναµικό αποκοπής. Η σχέση (2) µπορεί να γραφεί συναρτήσει του δυναµικού αποκοπής ως: h ν = W + ev (4) Από την τελευταία σχέση για V = 0, W = hν 0, όπου ν 0 είναι η φωτοηλεκτρική συχνότητα κατωφλίου. Εποµένως η συχνότητα ν θα πρέπει να είναι ίση ή µεγαλύτερη από τη ν 0 για να υπάρξει εκποµπή ηλεκτρονίων. Ref/G.M 3

Β. Πείραµα 1. Σκοπός Στο πείραµα αυτό θα δούµε τη λειτουργία των LEDS, όπως προσδιορίζεται από το εσωτερικό φωτοηλεκτρικό φαινόµενο και θα υπολογίσουµε τη σταθερά h του Plank. 2. Πειραµατική διάταξη Η διάταξη για την πραγµατοποίηση των µετρήσεων περιλαµβάνει: 1. πηγή σταθερού ρεύµατος 0 30 ma 2. ψηφιακό βολτόµετρο/αµπερόµετρο 3. διάφορα LEDs 4. βάση στήριξης των LEDs Η συνδεσµολογία του ηλεκτρικού κυκλώµατος, είναι αυτή του Σχήµατος (1) και θα πρέπει κάθε φορά που αντικαθιστούµε τα LEDs, να µηδενίζουµε το ρεύµα της πηγής για να µην τα καταστρέψουµε. Α V 3. Πειραµατική διαδικασία Σχήµα 1. Ηλεκτρικό κύκλωµα µετρήσεων Αν στα άκρα µιας LED εφαρµόσουµε τάση V, τότε η LED θα αρχίσει να εκπέµπει φως σε συγκεκριµένη τιµή της τάσης (λεπτοµερής ανάλυση του φαινοµένου γίνεται στο βιβλίο «Εργαστηριακές Ασκήσεις Οπτικής Οπτοηλεκτρονικής και Laser µε Στοιχεία Θεωρίας ΙΙ» των Α. Ανδριτσάκη Γ. Μήτσου. Μελιτσιώτη (Σελ. 348). Η τιµή αυτή είναι ανάλογη της ελάχιστης τάσης που απαιτείται για την εκποµπή φωτός και αντιστοιχεί I (ma) στην τάση που διαµορφώνει το «γόνατο» της χαρακτηριστικής Ρεύµατος-Τάσης της φωτοδιόδου (Σχήµα 2). Αν η τάση αυτή είναι V0, τότε V 0 ev 0 = h(c/λ) (5) V (Volts) όπου λ το µήκος κύµατος της ακτινοβολίας που εκπέµπει η LED Σχήµα 2 Αν εποµένως, πραγµατοποιήσουµε µετρήσεις τάσης ρεύµατος για κάθε LED και χαράξουµε τις αντίστοιχες χαρακτηριστικές Ref/G.M 4

(δηλ. I V), τότε από την κάθε καµπύλη µπορούµε να προσδιορίσουµε την ελάχιστη τάση V 0 στην οποία αρχίζει να εκπέµπει η αντίστοιχη LED. Στη συνέχεια θα χαράξουµε το διάγραµµα V 0 = f(1/λ) και από την κλίση της ευθείας µπορούµε να υπολογίσουµε τη σταθερά h του Plank. Οι µετρήσεις, τάσης ρεύµατος θα πραγµατοποιηθούν για πέντε LEDs και θα σχεδιαστούν οι αντίστοιχες χαρακτηριστικές. Στον παρακάτω πίνακα δίνονται τα µήκη κύµατος των LEDs που θα χρησιµοποιήσουµε. Χρώµα λ (nm) ερυθρό 626 πράσινο 525 κίτρινο 590 πορτοκαλί 600 µπλε 450 Ref/G.M 5

4. Εργασίες 1. Αναγνωρίζουµε τα µέρη της πειραµατικής διάταξης και πραγµατοποιούµε το κύκλωµα του Σχήµατος (1). 2. Πραγµατοποιούµε µετρήσεις (15) ρεύµατος τάσης, για το ερυθρό LED και τις καταχωρούµε στον Πίνακα 1. Τουλάχιστον 5 7 µετρήσεις να πραγµατοποιηθούν για χαµηλές τιµές του ρεύµατος (1µΑ 1mA). Οι υπόλοιπες να πραγµατοποιηθούν στην περιοχή 1 ma 20 ma. Σηµειώνουµε στον πίνακα, το χρώµα και το µήκος κύµατος της LED. 3. Επαναλαµβάνουµε τις εργασίες 3 για τα υπόλοιπα LEDs και καταχωρούµε τις µετρήσεις στους αντίστοιχους Πίνακες 2, 3, 4, 5, 6. 4. Πραγµατοποιούµε τις χαρακτηριστικές Ι = f(v), χωριστά για κάθε LED και προσδιορίζουµε την αντίστοιχη τιµή V 0. Καταχωρούµε τις τιµές στον Πίνακα 7 µαζί µε το χρώµα και το µήκος κύµατος της αντίστοιχης LED. 5. Πραγµατοποιούµε τη χαρακτηριστική V 0 = f(1/λ) και από την κλίση της υπολογίζουµε τη σταθερά h του Plank, βάσει της σχέσης (5). Ref/G.M 6

Πίνακας 1 Πίνακας 2 Πίνακας 3 Πίνακας 4 Χρώµα: Χρ ώµα: Χρώµα: Χρώµα: I(mA) V(V) I(mA) V(V) I(mA) V(V) I(mA) V(V) Πίνακας 5 Πίνακας 6 Χρώµα: Χρώµα: I(mA) V(V) I(mA) V(V) Πίνακας 7 Χρώµα λ (nm) 1/λ V 0 Ref/G.M 7