Vinnaren i pepparkakshustävlingen!
2011-04-25, 13:26
  #1
Medlem
Hej!

Har labbat i Fysik B nyligen och då gick labben ut på att bestämma Plancks konstant samt vad det var för metall.

Vi hade alltså en metallyta och skjöt in ljus av olika våglängder mot den. Sen mätte vi spänningen det krävdes för att stoppa de fotoemiterade elektronerna vid de olika våglängderna.

Jag har då alltså en massa värden.
Jag har 6 olika våglängder (Röd, orange, gul/grön, grön/blå, blå och violett), jag har frekvensen och spänningen som krävdes när jag labbade då.

Hur går jag nu tillväga för att bestämma plancks konstant, samt metallen och sedan skulle jag även tolka ett diagram.
Diagrammet:
|
|
C|
|
|___A________>
B|
|

Vet inte om det syns, men B är under x-linjen, C är över den och A är där min linje träffar X-axeln. Vad betyder A, B, C?

Jag är verkligen helt lost vad gäller uppgiften och skulle verkligen behöva hjälp! Alla tips/råd och allting är välkomna!
Tack på förhand!
Citera
2011-04-25, 14:20
  #2
Medlem
evolutes avatar
Du borde läsa på lite om fotoelektrisk effekt. Här är en kort förklaring.

Du skickar in ljus med frekvensen f, och därmed fotonenergin hf, mot metallytan. Elektroner är bundna till metallen med en energi W (work function - utträdesarbetet). Endast om fotonenergin överstiger denna energi kommer elektroner att frigöras. De elektroner som frigörs har en mängd olika energier eftersom de kan förlora energi på sin väg ut ur metallen. De elektroner som har maximal energi har inte förlorat någon energi, förutom utträdesarbetet, och deras rörelseenergi är således
K = hf - W.
Nu gör man så att man har ett vakuum mellan metallplattan man belyser och en annan platta som sedan är anslutna till varandra. Elektroner som frigörs och träffar den andra plattan sluter således en krets och en ström man kan mäta flyta i kretsen. För att mäta energin K på de mest energirika elektronerna så lägger man en spänning mellan dessa två plattor som gör att elektroner upplever ett elektriskt fält, och därmed en kraft, som försöker hindra dem att nå den andra sidan. Om spänningen mellan plattorna är U så är energin som krävs för att gå mot denna kraft eU (där e alltså är elementarladdningen). Om du nu ökar denna spänning U tills dess att strömmen blir noll så vet du att energin för de mest energirika elektronerna är K = eU. Med andra ord kan du skapa en tabell med stoppspänningen U vs f. Sambandet mellan dessa borde enligt ovan vara
eU = hf - W.
Plottar du stoppspänning mot frekvens får du alltså
U = (h/e)f - W/e
vilket alltså är en rät linje med lutning (h/e). På detta sätt kan du bestämma Plancks konstant h. Utträdesarbetet kan du bestämma genom att förlänga linjen till f = 0 vilket ger U = -W/e. Det är alltså linjens skärningspunkt med y-axeln som ger W/e. Slutligen googlar du på ditt värde på W och jämför med tabeller för att hitta vilken metall det är.
Citera
2011-04-27, 10:29
  #3
Medlem
Har nu läst på om fotoelektriskenergi, men förstår inte hur jag räknar fram plancks konstant?
Citera
2011-04-27, 12:47
  #4
Medlem
evolutes avatar
Citat:
Ursprungligen postat av mAzty
Har nu läst på om fotoelektriskenergi, men förstår inte hur jag räknar fram plancks konstant?

Vad i mitt inlägg förstår du inte?
Citera
2011-04-27, 17:04
  #5
Medlem
Citat:
Ursprungligen postat av evolute
Vad i mitt inlägg förstår du inte?

Jaa, alltså.. jag har ju stoppspännings-värdena jag behöver och allting.

Citat:
Plottar du stoppspänning mot frekvens får du alltså

U = (h/e)f - W/e

vilket alltså är en rät linje med lutning (h/e). På detta sätt kan du bestämma Plancks konstant h
Det här.. vet inte om det är jag som är dum, men om jag har mina värden, hur går jag tillväga för att räkna ut planckskonstant?
Citera
2011-04-27, 18:12
  #6
Medlem
Halge78s avatar
Citat:
Ursprungligen postat av mAzty
Jaa, alltså.. jag har ju stoppspännings-värdena jag behöver och allting.


Det här.. vet inte om det är jag som är dum, men om jag har mina värden, hur går jag tillväga för att räkna ut planckskonstant?
Du är nog inte dum, men kanske lat?

Evaluate har ju gjort allt jobb åt dig. Som tack för det tycker jag att du ska läsa på och försöka förstå det hela lite. Gå igenom varje steg och fundera vad han skriver...

Citera
2011-04-27, 18:25
  #7
Medlem
Vill inte kalla mig lat, men väldigt oförstående vad gäller fysik och matte (ändå läser jag både matte e och fysik b... oh the irony).

Citat:
Ta ekvationen om evaluate visade
U = (h/e)f - W/e
och rita en linje med punkterna i ett diagram U(spänning) mot f(ljusfrekvensen, du får beräkna denna från våglängden med f=c/λ.

Lutningen på kurvan kommer vara h/e, och ur detta kan du ta fram h som är Plancks konstant.

Det sista här, använder jag miniräknaren för att få fram h då?


Får ta och läsa igenom vad evolute skrev imorgon igen då, är ganska trött i skallen just nu.
Men jag har ju som sagt både våglängd, ljusfrekvens (med c/λ), U och qU. Behöver jag använda qU?

Sedan i diagrammet ska jag tyda vad allting betyder, länkar en paint-bild: http://img842.imageshack.us/i/fysik.jpg/
Där A är ovanför x-axeln och B är under den och C är där linjen skär i x-axeln. Hur lyckas jag tyda det här?
Är det så att fotonen inte har tillräckligt med energi att sända ut någon energi under strecket, B då? Och att C är där det precis är så mycket energi att det ger överflödigt med energi = ljus?
Och isåfall att A är där det bara blir mer och mer överflödigt och "mer" ljus då?

Som sagt, väldigt tacksam att ni ens orkar hjälpa det minsta!
Citera
2011-04-27, 19:07
  #8
Medlem
Halge78s avatar
Citat:
Ursprungligen postat av mAzty
Vill inte kalla mig lat, men väldigt oförstående vad gäller fysik och matte (ändå läser jag både matte e och fysik b... oh the irony).



Det sista här, använder jag miniräknaren för att få fram h då?


Får ta och läsa igenom vad evolute skrev imorgon igen då, är ganska trött i skallen just nu.
Men jag har ju som sagt både våglängd, ljusfrekvens (med c/λ), U och qU. Behöver jag använda qU?

Sedan i diagrammet ska jag tyda vad allting betyder, länkar en paint-bild: http://img842.imageshack.us/i/fysik.jpg/
Där A är ovanför x-axeln och B är under den och C är där linjen skär i x-axeln. Hur lyckas jag tyda det här?
Är det så att fotonen inte har tillräckligt med energi att sända ut någon energi under strecket, B då? Och att C är där det precis är så mycket energi att det ger överflödigt med energi = ljus?
Och isåfall att A är där det bara blir mer och mer överflödigt och "mer" ljus då?

Som sagt, väldigt tacksam att ni ens orkar hjälpa det minsta!


Bilden du har ritat är sannolikt precis så som ditt diagram kommer att se ut.
De tre punkterna visar området då stoppspänningen är positiv, negativ och punkten då den är 0.
Fundera på vad det innebär innan du läser vidare.


För att bestämma metallen
Precis som evalute tidigare skrev...
__________________
Senast redigerad av Halge78 2011-04-27 kl. 19:11.
Citera
2011-04-28, 18:38
  #9
Medlem
Okay, med eran hjälp har jag nu lyckats bestämma plancks konstant! Fick lite konstiga värden när jag labbade tydligen, men 3.02*10-34 är inte för långt ifrån ändå, när plancks konstant är 6*10-34! Tackar!
Diagrammet ska jag också kunna lösa nu med all hjälp!
Så då är det bara metallen kvar;

Citat:
Ursprungligen postat av Halge78

För att bestämma metallen

så tittar du på värdet för W/e på din graf. Så m = W/e och alltså är W = m*e

Jämför W med tabell (edit: googla eller leta i formelsamling) så får du reda på vilken metall du har..

Nu har jag inte lyckats rita upp diagrammet ännu (räknaren är i skolan och jag slåss fortfarande med excel), men borde inte m värdet vara negativt i detta fall, om det nu ser ut ungefär som min paint-bild?
Hmm, lost igen it seems. ;(
Citera

Stöd Flashback

Flashback finansieras genom donationer från våra medlemmar och besökare. Det är med hjälp av dig vi kan fortsätta erbjuda en fri samhällsdebatt. Tack för ditt stöd!

Stöd Flashback