Plancksches Wirkungsquantum und externer photoelektrischer Effekt (Spektrallinientrennung durch Beugungsgitter)

	Artikel-Nr.: P2510502

Prinzip

Der Photoelektrische Effekt ist ein Schlüsselexperiment für die Entwicklung der modernen Physik. Das weiße Licht einer Glühbirne wird mit einem Beugungsgitter gebeugt und beleuchtet eine Photozelle. Die maximale Energie der emittierten Elektronen ist nur von der Frequenz des einfallenden Lichts nicht aber von dessen Intensität abhängig. Dieser Befund widerspricht der Wellentheorie des Lichts, ist aber im Rahmen des Welle-Teilchen-Dualismus des Lichts erklärbar. Die Bremsspannung U₀ wird bei verschiedenen Lichtfrequenzen ermittelt und in Abhängigkeit von der Frequenz aufgetragen. Aus diesem Graphen wird dann das Plancksche Wirkungsquantum bestimmt.

Aufgaben

Berechnen Sie die Lichtfrequenz f in Abhängigkeit vom Spektrometerwinkel.
Bestimmen Sie die Bremsspannung U₀ bei verschiedenen Lichtfrequenzen f und tragen Sie sie in Abhängigkeit von der entsprechenden Lichtfrequenz auf.
Berechnen Sie das Plancksche Wirkungsquantum aus der Abhängigkeit von Bremsspannung U₀ und Lichtfrequenz f.

Lerninhalte

Energie des Photons
Absorption von Photonen
Äußerer photoelektrischer Effekt
Austrittsarbeit
Photozelle
Quantentheorie
Plancksches Wirkungsquantum
Gitterspektrometer

(Bitte beachten: Versuchsbeschreibung ist nur in englischer Sprache erhältlich)

Materialliste (Auszug)	Artikel	Menge
Messverstärker universal	13626-93	1
Fotozelle zur h-Bestimmung, mit Gehäuse	06779-00	1
Spalt, verstellbar	08049-00	1
Gehäuse für Experimentierleuchte 2	08129-01	1
Netzgerät 0...12 V DC/ 6 V,12 V AC, 230 Volt	13505-93	1
Drehgelenk für optische Profilbank	08285-00	1
Optische Profilbank Verlängerung, I = 600 mm	08283-00	2
Blendenhalter	08040-00	1
Schiebewiderstand 100 Ohm, 1,8 A	06114-02	1
Doppelkondensor, f = 60 mm	08137-00	1
Gitter, 600 Striche/mm	08546-00	1
Digitalmultimeter, 3 1/2-stelliges Display, mit NiCr-Ni Thermoelement	07122-00	2
Einsatz G6,35 für 50 W/100 W Halogenglühlampen	08129-04	1
Reiter für optische Profilbank, h = 80 mm	08286-02	5
Linsenhalter	08012-00	2
Farbfilter, 595 nm, helles rot	08416-00	1
Fuß für optische Profilbank, justierbar	08284-00	3
Linse in Fassung, f = +100 mm	08021-01	2
Halogenglühlampe, 12 V/50 W	08129-06	1
Verbindungsleitung, 32 A, 1500 mm, rot	07364-01	2
Verbindungsleitung, 32 A, 1500 mm, blau	07364-04	2
Verbindungsleitung, 32 A, 1500 mm, gelb	07364-02	1
Verbindungsleitung, 32 A, 1500 mm, schwarz	07364-05	2
Verbindungsleitung, 32 A, 500 mm, rot	07361-01	2
Verbindungsleitung, 32 A, 500 mm, blau	07361-04	2
TESS expert CD-ROM Laboratory Experiments Physics, Chemistry, Biology, Applied Sciences	16502-42	1