Διατήρηση της ορμής σε μία έκρηξη Β’ ΓΕΛ Προσανατολισμού Πειραματική διάταξη Χρησιμοποιούμε 2 φωτοπύλες Μετρήσεις συνδεμένες σε ηλεκτρονικό Χρησιμοποιούμε δυο αμαξίδια από τα οποία το χρονόμετρο, ρυθμισμένο σε Ελέγχουμε αν ισχύει η ΑΔΟ κατά την έκρηξη. ένα φέρει έμβολο που συνδέεται με ελατήριο λειτουργία F1. και μοχλό απελευθέρωσης του συμπιεσμένου Επαναλαμβάνουμε τοποθετώντας μία ή/και δύο μεταλλικές ελατηρίου. Σε κάθε αμαξίδιο πλάκες πάνω στο ένα από τα αμαξίδια. προσαρμόζουμε φωτοφράκτη, γνωστού πλάτους Δx, του ΦΕ από το ΕΚΦΕ Κέντρου -51- οποίου μετράμε το χρόνο διέλευσης από τη φωτοπύλη, άρα μπορούμε να υπολογίσουμε την ταχύτητά του. Τα αμαξίδια είναι αρχικά σε επαφή και ακίνητα και μόλις πιέσουμε τον μοχλό απελευθέρωσης κινούνται σε αντίθετες κατευθύνσεις. Γνωρίζοντας και τις μάζες των αμαξιδίων (με ζύγισμα), μπορούμε να υπολογίσουμε τις ορμές τους.
Γνωριμία με τον παλμογράφο Β’ ΓΕΛ Προσανατολισμού Αρχή λειτουργίας Η δέσμη ηλεκτρονίων, μετά την έξοδό της από την άνοδο και πριν την πρόσπτωσή της στην οθόνη, περνάει κατά σειρά μέσα από δύο ζεύγη πλακιδίων (ΥΥ΄ και Χ΄Χ) καθέτων μεταξύ τους στα οποία εφαρμόζεται κάποια συνεχής τάση: • εάν η εφαρμοζόμενη τάση είναι μηδενική, η δέσμη πέφτει ακριβώς στο κέντρο της οθόνης. • εάν εφαρμοστεί τάση στο ζεύγος των πλακιδίων ΥΥ΄, η δέσμη υπό την επίδραση του ομογενούς Η δέσμη των ηλεκτρονίων στον καθοδικό σωλήνα: • ηλεκτρικού πεδίου που δημιουργείται, εκτρέπεται • δημιουργείται από ένα θερμαινόμενο νήμα (κάθοδος). κατακόρυφα (πάνω ή κάτω) και αντίστοιχα αν • επιταχύνεται με την εφαρμογή μίας υψηλής ανοδικής τάσης Vα που εφαρμόζεται εφαρμοστεί τάση στο ζεύγος Χ΄Χ η δέσμη εκτρέπεται οριζόντια (δεξιά ή αριστερά). μεταξύ καθόδου και ανόδου. • οδηγείται σε μία φθορίζουσα οθόνη στο άλλο άκρο του σωλήνα, όπου και εάν εφαρμοστεί τάση και στα δύο ζεύγη των πλακιδίων, η δέσμη ακολουθεί μία σύνθετη δημιουργεί μία φωτεινή κηλίδα. εκτροπή. -52-
Γνωριμία με τον παλμογράφο Β’ ΓΕΛ Προσανατολισμού Αρχή λειτουργίας Μέτρηση συνεχούς τάσης DC 1. Συνδέουμε μια μπαταρία στον παλμογράφο. 5. Μετράμε τον αριθμό των τετραγώνων που είναι 2. Τοποθετούμε τον διακόπτη AC-GND-DC στη θέση πάνω (θετική τάση) ή κάτω (αρνητική τάση) από GND. τη θέση GND που είχαμε σημειώσει στο βήμα 3. 3. Φέρνουμε τη δέσμη στο μέσον της οθόνης ή και σε 6. Πολλαπλασιάζουμε τον αριθμό των τετραγώνων άλλη θέση αν επιθυμούμε και σημειώνουμε τη θέση με την ένδειξη του διακόπτη Volts/div. αυτή. 7. Έτσι, έχουμε την τιμή της τάσης που θέλουμε να 4. Τοποθετούμε μετά τον διακόπτη AC-GND-DC στη θέση DC. μετρήσουμε. ΦΕ από το ΕΚΦΕ Κέντρου -53-
Γνωριμία με τον παλμογράφο Β’ ΓΕΛ Προσανατολισμού Αρχή λειτουργίας Επίδειξη του φαινομένου της επαγωγής Α. Με πηνία Β. Με τον εργαστηριακό κινητήρα (τον χρησιμοποιούμε ως γεννήτρια) • Συνδέουμε ένα πηνίο 300σπ στον παλμογράφο. • Συνδέουμε τον κινητήρα στο CH1. • Πλησιάζουμε έναν ευθύγραμμο μαγνήτη στο πηνίο και • Ρυθμίζουμε στον παλμογράφο: βλέπουμε την κατακόρυφη μετατόπιση της κηλίδας. • Κρατάμε ακίνητο τον μαγνήτη μέσα στο πηνίο. • Στη περιοχή MODE ενεργοποιούμε το CH1. • Απομακρύνουμε τον μαγνήτη από το πηνίο. • Στη περιοχή SWEEP MODE ενεργοποιούμε το AUTO. • Επαναλαμβάνουμε με μικρότερη- μεγαλύτερη ταχύτητα • Το κουμπί VOLTS/DIV το γυρνάμε στα .2V. • Το κουμπί SEC/DIV το γυρνάμε στα .2ms. και με τον μαγνήτη ανάποδα. • Ενεργοποιούμε το κουμπί AC (στη περιοχή VERTICAL για το CH1). • Σε κάθε περίπτωση καταγράφουμε τις παρατηρήσεις μας. • Περιστρέφουμε τον κινητήρα και παρατηρούμε την κυματομορφή στην οθόνη. • Επαναλαμβάνουμε με πηνίο των 600σπ. Επειδή δεν έχουμε σταθερή συχνότητα η κυματομορφή συνεχώς αλλάζει. ΦΕ από το ΕΚΦΕ Κέντρου -54-
Γνωριμία με τον παλμογράφο Β’ ΓΕΛ Προσανατολισμού Αρχή λειτουργίας Επίδειξη του φαινομένου της αμοιβαίας επαγωγής • Χρησιμοποιούμε δυο πηνία. • Το ένα συνδέεται με τροφοδοτικό DC μέσω διακόπτη. Το δεύτερο με τον • Στη συνέχεια, δίνουμε από το τροφοδοτικό εναλλασσόμενη τάση AC παλμογράφο. στο πρώτο πηνίο. • Τα δύο πηνία τοποθετούνται έτσι ώστε να βρίσκονται κοντά και να • Τώρα παρατηρούμε ότι η δέσμη αποκλίνει αλλά δεν επιστρέφει στην έχουν κοινό άξονα. αρχή των αξόνων. • Κλείνουμε το διακόπτη στο πρώτο κύκλωμα. • Αυτό σημαίνει ότι το φαινόμενο της αμοιβαίας επαγωγής διαρκεί όσο • Παρατηρούμε ότι η δέσμη στον παλμογράφο αποκλίνει και στη μεταβάλλεται το ρεύμα στο πρώτο πηνίο. συνέχεια επιστρέφει στο κέντρο της οθόνης. • Δοκιμάζουμε με διαφορετικού αριθμού σπειρών πηνία. • Δοκιμάζουμε με διαφορετικού αριθμού σπειρών πηνία και • Καταγράφουμε τις παρατηρήσεις μας. καταγράφουμε τις παρατηρήσεις μας. ΦΕ από το ΕΚΦΕ Κέντρου -55-
Γ’ ΛΥΚΕΙΟΥ 56
Γ’ ΕΠΑΛ Διδακτέα-Εξεταστέα Ύλη Κεφ. 1 - ΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΠΕΔΙΑ Κεφ. 2 - ΕΠΑΓΩΓΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ Κεφ. 3 - ΕΝΑΛΛΑΣΟΜΕΝΟ ΡΕΥΜΑ Κεφ. 4 - ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ Κεφ. 5 - ΣΕΙΣΜΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ Κεφ. 6 - ΗΧΗΤΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ Κεφ. 7 - ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ Κεφ. 8 - ΦΩΣ Κεφ. 9 - ΔΙΑΘΛΑΣΗ – ΦΑΚΟΙ - ΟΡΑΣΗ Κεφ. 11 - ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΕΣ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ Εργαστηριακές ασκήσεις: • Δύναμη Laplace. • Κατασκευή ηλεκτρομαγνήτη. • Αμοιβαία επαγωγή. • Μελέτη στάσιμων ηχητικών κυμάτων (π.χ. με το σωλήνα του Kundt). Προσδιορισμός της ταχύτητας του ήχου στον αέρα και εξάρτησή της από τη θερμοκρασία. • Ανάκλαση και διάθλαση του φωτός (βλ. και αντίστοιχη δραστηριότητα του εργαστηριακού οδηγού για την Γ’ Γυμνασίου). 57
Γ’ ΓΕΛ Διδακτέα-Εξεταστέα Ύλη Θετικών Σπουδών ΚΡΟΥΣΕΙΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΣΤΕΡΕΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ ΚΥΜΑΤΑ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ Η/Μ ΕΠΑΓΩΓΗ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΚΒΑΝΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ Εργαστηριακές ασκήσεις: • Μελέτη της ελαστικής και μη ελαστικής κρούσης (Εργαστηριακός Οδηγός Φυσικής, Θετικής και Τεχνολογικής κατεύθυνσης Γ’ Τάξης Γενικού Λυκείου, σελ. 33.) • Μελέτη στάσιμων κυμάτων σε ηχητικό σωλήνα (Kundt) – Μέτρηση της ταχύτητας του ήχου στον αέρα • Πειράματα ηλεκτρομαγνητισμού (Το πείραμα του Oersted - Δύναμη Laplace) • Μέτρηση άγνωστης συχνότητας εναλλασσόμενης τάσης στον παλμογράφο • Προσδιορισμός του έργου εξαγωγής και η σταθερά του Planck (φωτοηλεκτρικό φαινόμενο) (Εργαστηριακός Οδηγό Φυσικής, Θετικής και Τεχνολογικής κατεύθυνσης Γ’ Τάξης Γενικού Λυκείου, σελ. 42.) Προτείνονται δύο εργαστηριακά θέματα, ένα σε κάθε τετράμηνο, κατάλληλα για την εμπλοκή των μαθητών/-ητριών και την εκπόνηση εργαστηριακών αναφορών σε πειραματικές δραστηριότητες. 58
Μελέτη της ελαστικής κρούσης Γ’ ΓΕΛ Προσανατολισμού (με 2 φωτοπύλες) Η πειραματική διάταξη Η πειραματική διαδικασία Αιτίες σφαλμάτων Χρονόμετρο σε λειτουργία F1 Γνωρίζοντας τις μάζες των • Οριζοντίωση επιφάνειας. ������ ������ αμαξιδίων (m1, m2) και • Μετρήσεις m, d, t1, t2. υπολογίζοντας, με τη βοήθεια • Κατασκευή των αμαξιδίων ώστε να είναι ������1 = ������1 και ������2 = ������2 του χρονομέτρου και των 2 φωτοπυλών, τις ταχύτητές κατάλληλα για κεντρικές κρούσεις. Όπου d το πλάτος του φωτοφράκτη τους πριν και μετά την κρούση • Τοποθέτηση των αμαξιδίων ώστε να (d=2cm=0,02m) (υ2πριν=0) μπορούμε να ελέγξουμε αν ισχύει η αρχή βρίσκονται στην ίδια ευθεία και οι διατήρησης της ορμής και κρούσεις να είναι κεντρικές. κατά πόσο διατηρείται η • Το σύστημα δέχεται εξωτερικές δυνάμεις κινητική τους ενέργεια σε (τριβές) οι οποίες επηρεάζουν έστω και διάφορες κρούσεις τους. την πολύ μικρή κίνηση που γίνεται πριν και μετά την κρούση κατά περίπτωση. ΦΕ από το ΕΚΦΕ Αλίμου • Οι ρόδες των αμαξιδίων πιθανόν άλλες φορές να εκτελούν κύλιση και ολίσθηση και άλλες μόνο κύλιση. -59-
Μελέτη στάσιμων κυμάτων σε ηχητικό σωλήνα Γ’ ΓΕΛ Προσανατολισμού (Kundt) – Μέτρηση της ταχύτητας του ήχου στον αέρα Η πειραματική διάταξη Η πειραματική διαδικασία Ενδεικτικές μετρήσεις-Αποτελέσματα • Συνδέουμε το μεγάφωνο του σωλήνα με τη γεννήτρια συχνοτήτων, στην οποία επιλέγουμε ημιτονοειδή κυματομορφή, συχνότητας 1kHz και μικρού πλάτους (amplitude). • Μέσα στον σωλήνα δημιουργούνται στάσιμα ηχητικά κύματα. • Μετακινώντας το έμβολο του σωλήνα ακούμε αυξομειώσεις της έντασης του ήχου. • Η απόσταση μεταξύ δύο διαδοχικών μέγιστων ισούται με λ/2. • Η κλίση της ευθείας ισούται με την τιμή • Η ταχύτητα του ήχου είναι: υ=λ∙f • Επαναλαμβάνουμε και για άλλες της ταχύτητας του ήχου στον αέρα. • Συγκρίνουμε με τη θεωρητική τιμή που συχνότητες. προκύπτει από την σχέση: • Κατασκευάζουμε τη γραφική όπου θ η θερμοκρασία παράσταση του λ ως προς 1/f. περιβάλλοντος, που την μετράμε με θερμόμετρο. -60- ΦΕ από το ΕΚΦΕ Κέντρου
Αμοιβαία επαγωγή Γ’ ΕΠΑΛ Αμοιβαία επαγωγή -61-
Ηλεκτρομαγνήτης Γ’ ΕΠΑΛ -62-
Μέτρηση του λόγου e/m Γ’ ΓΕΛ Προσανατολισμού (πείραμα Thomson) Η ιδέα Ο Thomson εκμεταλλεύτηκε το γεγονός ότι τα κινούμενα φορτισμένα σωματίδια δέχονται δύναμη από το ηλεκτρικό και το μαγνητικό πεδίο. Χρησιμοποιώντας συνδυασμό δύο τέτοιων γνωστών πεδίων κατάφερε να μετρήσει το ειδικό φορτίο των ηλεκτρονίων (e/m) που παράγονται μέσα σε ένα καθοδικό σωλήνα. Δεδομένου ότι με άλλα πειράματα που ακολούθησαν, μετρήθηκε το φορτίο του ηλεκτρονίου (πείραμα Millikan), το πείραμα του Thomson επέτρεψε τον προσδιορισμό της μάζας του ηλεκτρονίου. -63-
Μέτρηση του λόγου e/m Γ’ ΓΕΛ Προσανατολισμού (πείραμα Thomson) Η ιδέα Η δέσμη ηλεκτρονίων, μετά την έξοδό της από την άνοδο και πριν την πρόσπτωσή της στην οθόνη, περνάει κατά σειρά μέσα από δύο ζεύγη πλακιδίων (ΥΥ΄ και Χ΄Χ) καθέτων μεταξύ τους στα οποία εφαρμόζεται κάποια συνεχής τάση: • εάν η εφαρμοζόμενη τάση είναι μηδενική, η δέσμη πέφτει ακριβώς στο κέντρο της οθόνης. • εάν εφαρμοστεί τάση στο ζεύγος των πλακιδίων ΥΥ΄, η δέσμη υπό την επίδραση του ομογενούς Η δέσμη των ηλεκτρονίων στον καθοδικό σωλήνα: • ηλεκτρικού πεδίου που δημιουργείται, εκτρέπεται • δημιουργείται από ένα θερμαινόμενο νήμα (κάθοδος). κατακόρυφα (πάνω ή κάτω) και αντίστοιχα αν • επιταχύνεται με την εφαρμογή μίας υψηλής ανοδικής τάσης Vα που εφαρμόζεται εφαρμοστεί τάση στο ζεύγος Χ΄Χ η δέσμη εκτρέπεται οριζόντια (δεξιά ή αριστερά). μεταξύ καθόδου και ανόδου. • οδηγείται σε μία φθορίζουσα οθόνη στο άλλο άκρο του σωλήνα, όπου και εάν εφαρμοστεί τάση και στα δύο ζεύγη των πλακιδίων, η δέσμη ακολουθεί μία σύνθετη δημιουργεί μία φωτεινή κηλίδα. εκτροπή. -64-
Μέτρηση του λόγου e/m Γ’ ΓΕΛ Προσανατολισμού (πείραμα Thomson) Σημείωση: Η ιδέα Το μαγνητικό πεδίο Β στο εσωτερικό του Εάν μαζί με το ηλεκτρικό πεδίο που αναφέραμε, εφαρμόσουμε και μαγνητικό σωληνοειδούς δημιουργείται με την πεδίο παράλληλο με τον άξονα του καθοδικού σωλήνα, τότε στα ηλεκτρόνια της τροφοδοσία του σωληνοειδούς με συνεχή δέσμης ασκείται μία δύναμη Lorentz, η οποία ενεργεί σαν κεντρομόλος δύναμη τάση. πάνω στα ηλεκτρόνια. Τότε, το Β είναι ανάλογο της έντασης Ι του ηλεκτρικού ρεύματος στο πηνίο. Τα ηλεκτρόνια εκτελούν ταυτόχρονα δύο κινήσεις : -65- ✓ μία ομαλή κυκλική γύρω από τις δυναμικές γραμμές του μαγνητικού πεδίου ✓ μία ευθύγραμμη ομαλή κατά μήκος των δυναμικών γραμμών του μαγνητικού πεδίου Από τη σύνθεση των δύο κινήσεων προκύπτει ελικοειδής κίνηση γύρω από τις δυναμικές γραμμές του μαγνητικού πεδίου με σταθερό βήμα έλικας.
Μέτρηση του λόγου e/m Γ’ ΓΕΛ Προσανατολισμού (πείραμα Thomson) Η πειραματική διάταξη -66-
Μέτρηση του λόγου e/m Γ’ ΓΕΛ Προσανατολισμού (πείραμα Thomson) Η πειραματική διάταξη Ηλεκτρικές συνδέσεις Οδηγίες χρήσης της συσκευής Με το τροφοδοτικό ΕΚΤΟΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ (από την ΠΑΝΕΚΦΕ) συνδέουμε: • τους ακροδέκτες ΝΗΜΑ ΘΕΡΜΑΝΣΕΩΣ της βάσης στήριξης / τροφοδοσίας του καθοδικού σωλήνα με την έξοδο 6,3 V AC του τροφοδοτικού. • τον κόκκινο ακροδέκτη του ΠΗΝΙΟΥ (που βρίσκεται μπροστά) με τον θετικό ακροδέκτη της εξόδου 0–20 V DC του τροφοδοτικού και τον μαύρο ακροδέκτη του πηνίου με τον αντίστοιχο αρνητικό, αφού προηγουμένως παρεμβάλουμε στο κύκλωμα αυτό αμπερόμετρο με την υποδοχή 20 Α και θέτοντας τον επιλογέα του στο 20 Α DC. • τους ακροδέκτες ΑΝΟΔΟΣ – ΚΑΘΟΔΟΣ της βάσης του ΑΝΟΔΙΚΟΥ ΣΩΛΗΝΑ με την έξοδο υψηλής τάσης 0 – 500 V DC του τροφοδοτικού, προσέχοντας τις πολικότητες και χρησιμοποιώντας τα καλώδια με τις μπανάνες ασφαλείας. -67-
Μέτρηση του λόγου e/m Γ’ ΓΕΛ Προσανατολισμού (πείραμα Thomson) Ηλεκτρικές συνδέσεις Ρυθμίζουμε την υψηλή τάση σε μία τιμή, π.χ. Vα = 300 V DC. Στην οθόνη του σωλήνα θα εμφανιστεί μία φωτεινή κηλίδα. Χρησιμοποιώντας το ρυθμιστικό της εστίασης πάνω στην βάση στήριξης / τροφοδοσίας εστιάζουμε την κηλίδα, ώστε να είναι κυκλική και κατά το δυνατόν σημειακή. -68-
Μέτρηση του λόγου e/m Γ’ ΓΕΛ Προσανατολισμού (πείραμα Thomson) Η πειραματική διάταξη – Ηλεκτρικές συνδέσεις Επειδή η πορεία της δέσμης επηρεάζεται από το γήινο μαγνητικό πεδίο, περιστρέφουμε τη βάση στήριξης / τροφοδοσίας καθώς και τον καθοδικό σωλήνα μέσα στο πηνίο, προσπαθώντας να συμπέσει η φωτεινή κηλίδα πάνω στο κέντρο Ο του διαγραμμισμένου δίσκου. Πιθανόν να χρειαστεί να αλλάξει και η κλίση του συστήματος πηνίου / καθοδικού σωλήνα. Για να το επιτύχουμε αυτό χαλαρώνουμε την πεταλούδα σταθεροποίησης του βραχίονα ανύψωσης του πηνίου και, αφού το ρυθμίσουμε στην κατάλληλη θέση, την ξανασφίγγουμε. -69-
Μέτρηση του λόγου e/m Γ’ ΓΕΛ Προσανατολισμού (πείραμα Thomson) -70- Ηλεκτρικές συνδέσεις Με τη βοήθεια των κατάλληλων καλωδίων : • Συνδέουμε κατ’ αρχήν (μόνο) τον κόκκινο ακροδέκτη των πλακιδίων οριζόντιας απόκλισης Χ΄Χ στον θετικό ακροδέκτη της εξόδου ±5V DC του τροφοδοτικού. Παρατηρούμε ότι η κηλίδα εκτρέπεται από το κέντρο Ο του διαγραμμισμένου δίσκου και σχηματίζει μια γραμμή. Στρέφουμε τον διαγραμμισμένο δίσκο, που βρίσκεται μπροστά στην οθόνη, ώστε ο άξονας Χ να ταυτιστεί με τη γραμμή. ΠΡΟΣΟΧΗ : περιστρέφουμε μόνο τον διαγραμμισμένο δίσκο και όχι ολόκληρο τον καθοδικό σωλήνα! • Συνδέουμε κατόπιν και τον μαύρο ακροδέκτη των πλακιδίων Χ΄Χ στον αρνητικό ακροδέκτη της εξόδου ±5V DC του τροφοδοτικού. Παρατηρούμε ότι η κηλίδα μετακινείται από την αρχική θέση Ο σε μία νέα θέση Α1. Περιστρέφουμε το διαγραμμισμένο δίσκο (όχι τον καθοδικό σωλήνα), ώστε ο άξονας Χ να περνάει από το σημείο Α1. ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗ : ο άξονας Χ του διαγραμμισμένου δίσκου στη θέση αυτή δεν είναι απαραίτητα οριζόντιος.
Μέτρηση του λόγου e/m Γ’ ΓΕΛ Προσανατολισμού (πείραμα Thomson) Πειραματική διαδικασία Αυξάνουμε αργά την τάση εξόδου 0–20 V DC του τροφοδοτικού με την οποία τροφοδοτείται το πηνίο. Παρατηρούμε ότι η κηλίδα, ξεκινώντας από το σημείο Α1 του άξονα Χ, τείνει να διαγράψει στην οθόνη μία σχεδόν κυκλική δεξιόστροφη τροχιά για ένα μόνο τεταρτημόριο του κύκλου μέχρι το σημείο Α2 του άξονα Υ. -71-
Μέτρηση του λόγου e/m Γ’ ΓΕΛ Προσανατολισμού (πείραμα Thomson) -72- Πειραματική διαδικασία Σημειώνουμε την ένταση Ι του ρεύματος που διαρρέει το πηνίο, όταν η κηλίδα συναντήσει τον άξονα Υ. Για καλύτερη ακρίβεια μπορούμε να ρυθμίσουμε πάλι σ’ αυτή τη θέση την εστίαση της δέσμης ηλεκτρονίων, ώστε να βρίσκεται ακριβώς πάνω στον άξονα Υ. Επαναλαμβάνουμε την πειραματική διαδικασία χρησιμοποιώντας νέες τάσεις καθόδου-ανόδου, όπως π.χ. τα 400 V και τα 500 V DC. Συμπληρώνουμε τον παρακάτω πίνακα:
Μέτρηση του λόγου e/m Γ’ ΓΕΛ Προσανατολισμού (πείραμα Thomson) Πειραματική διαδικασία Επεξεργασία ΦΕ από το Ο λόγος e/m του ηλεκτρονίου μπορεί να υπολογιστεί με τη ΕΚΦΕ βοήθεια της σχέσης: Ν.Σμύρνης μετρώντας: • την απόσταση D μεταξύ των πλακιδίων οριζόντιας απόκλισης Χ΄Χ και της οθόνης (γνωστή από τον κατασκευαστή της συσκευής) • την ανοδική τάση Vα στον καθοδικό σωλήνα (την διαβάζουμε στην οθόνη του τροφοδοτικού). • το ρεύμα Ι στο σωληνοειδές πηνίο το οποίο προκαλεί τη μετακίνηση του στίγματος πάνω στην οθόνη κατά μισή περιφέρεια (το μετράμε με το συνδεδεμένο αμπερόμετρο). Η θεωρητική τιμή για τον λόγο e/m είναι: 17,59 ∙ 1010 C/kg -73-
Μέτρηση άγνωστης συχνότητας Γ’ ΓΕΛ Προσανατολισμού εναλλασσόμενης τάσης στον παλμογράφο Σύνδεση παλμογράφου με τη γεννήτρια συχνοτήτων Ρυθμίσεις στον παλμογράφο: Ρυθμίσεις στη γεννήτρια συχνοτήτων: ΦΕ από το ΕΚΦΕ Κέντρου 1. VOLTS/DIV στη θέση 5V και κεντρικό κουμπί κλειδωμένο δεξιά. 1. Πατάμε το κουμπί POWER στη γεννήτρια ακουστικών συχνοτήτων και περιμένουμε λίγο 2. SEC/DIV από 1ms έως .1 ms για να προθερμανθεί (1-3min). 2. Συνδέουμε το ομοαξονικό καλώδιο στη θέση SIGNAL OUT. 3. Πατάμε στη περιοχή MODE, το CH1. 3. Το περιστρεφόμενο κουμπί AMPLITUDE (στάθμη σήματος εξόδου) το τοποθετούμε στο μέσο της διαδρομής. 4. Πατάμε το κουμπί AC. 4. Το κουμπί DC OFFSET (μετατόπιση στάθμης) το τοποθετούμε στο OFF (τέρμα αριστερά). 5. Επιλέγουμε συχνότητα σήματος, με το κουμπί FREQUENCY RANGE (επιλογή x 1Κ) και 5. Επιλέγουμε είδος κυματομορφής πατώντας το κατάλληλο κουμπί περιστρέφουμε το περιστροφικό κουμπί (αριστερά) στη θέση 1.0 έτσι ώστε να έχουμε (ημιτονοειδή) στη γεννήτρια ακουστικών συχνοτήτων και έχουμε σήμα. συχνότητα 1000Hz. 6. Συνδέουμε το κόκκινο κροκοδειλάκι με τη μύτη του σηματολήπτη (CH1) του παλμογράφου 6. Τώρα βλέπουμε κυματομορφή στη οθόνη του παλμογράφου. και τα μαύρα κροκοδειλάκια μεταξύ τους. 7. Για να σταθεροποιήσουμε την κυματομορφή, περιστρέφουμε αργά τον διακόπτη LEVEL (επίπεδο σκανδαλισμού), ή κλειδώνουμε την κυματομορφή πατώντας τους διακόπτες AUTO και NORM μαζί στο SWEEP MODE. -74-
Μέτρηση άγνωστης συχνότητας Γ’ ΓΕΛ Προσανατολισμού εναλλασσόμενης τάσης στον παλμογράφο Μέτρηση του πλάτους μιας AC κυματομορφής Παράδειγμα Έστω ότι ο παλμογράφος έχει τεθεί στα 1. Εφαρμόζουμε την κυματομορφή που θέλουμε να μετρήσουμε στην είσοδο του παλμογράφου. 5 VOLTS/DIV και το σήμα από τη μια 2. Τοποθετούμε το διακόπτη AC-GND-DC στη θέση ΑC. (Προσοχή το κουμπί GND δεν το πατάμε). κορυφή του ως την άλλη είναι τρία 3. Μετράμε τα τετραγωνάκια που αντιστοιχούν στην τιμή «από κορυφή σε κορυφή» της κυματομορφής. τετράγωνα. 4. Πολλαπλασιάζουμε τον αριθμό των τετραγώνων kyμε την ένδειξη του διακόπτη VOLTS/DIV. Η τιμή V(p-p) του σήματος είναι: Έτσι, έχουμε την τιμή «από κορυφή σε κορυφή» (V )(p-p) της κυματομορφής. 5Volts/DIV * 3DIV =15 Volts. ΦΕ από το ΕΚΦΕ Κέντρου -75-
Μέτρηση άγνωστης συχνότητας Γ’ ΓΕΛ Προσανατολισμού εναλλασσόμενης τάσης στον παλμογράφο Μέτρηση της συχνότητας μιας AC κυματομορφής Με τον παλμογράφο μπορούμε άμεσα να μετρήσουμε την περίοδο Τ μιας AC κυματομορφής. H συχνότητα f είναι το αντίστροφο της περιόδου (f=1/T). Για να μετρήσουμε την περίοδο μιας AC κυματομορφής ακολουθούμε τα παρακάτω βήματα: 1. Μετράμε τον αριθμό των τετραγώνων (kx DIV) από την αρχή μέχρι το τέλος μιας περιόδου T της κυματομορφής, κατά την οριζόντια κατεύθυνση. 2. Πολλαπλασιάζουμε τον αριθμό των τετραγώνων με την ένδειξη TIME/DIV και έτσι έχουμε την περίοδο της κυματομορφής: ΦΕ από το ΕΚΦΕ Κέντρου kx DIV * msec/DIV = T(msec) -76-
Μέτρηση άγνωστης συχνότητας Γ’ ΓΕΛ Προσανατολισμού εναλλασσόμενης τάσης στον παλμογράφο Παρατήρηση εικόνων Lissajous • Παρατηρούμε τότε ότι στην οθόνη σχηματίζεται κύκλος. -77- • Στη συνέχεια στρέφουμε την άντιγα της δεύτερης πηγής • Θέτουμε τον διακόπτη επιλογής συχνότητας σάρωσης (SWEEP RANGE) στη θέση OFF. μέχρι η συχνότητα να γίνει fx=400 Hz και παρατηρούμε τη νέα εικόνα επί της οθόνης. • Συνδέουμε στους ακροδέκτες κατακόρυφης απόκλισης • Μεταβάλλουμε τις συχνότητες fy και fx των δυο μια γεννήτρια συχνοτήτων τη συχνότητα της οποίας γεννητριών, ώστε οι συχνότητές τους να έχουν λόγους έχουμε επιλέξει στα fy=200Ηz. 1:3. 2:3, 2:1, 3:1 και 3:2. • Στους ακροδέκτες οριζόντιας απόκλισης συνδέουμε • Παρατηρούμε την εικόνα Lissajous που εμφανίζεται δεύτερη γεννήτρια συχνοτήτων, της οποίας τη συχνότητα έχουμε επιλέξει επίσης στα fx=200Hz. κάθε φορά. Η μορφή της επιτρέπει τον προσδιορισμό • Φροντίζουμε ώστε οι δύο γεννήτριες να δίνουν σήμα της σχέσης fx/fy. (Είναι fx/fy=ky/kx, όπου kx και ky είναι ο του ίδιου πλάτους. αριθμός των κοινών σημείων της εικόνας Lissajoux με την οριζόντια και την κατακόρυφη εφαπτομένη αντίστοιχα.)
Μέτρηση άγνωστης συχνότητας Γ’ ΓΕΛ Προσανατολισμού εναλλασσόμενης τάσης στον παλμογράφο Διακρότημα Διακρότημα 1. Συνδέουμε δύο γεννήτριες συχνοτήτων στα κανάλια εισόδου του παλμογράφου (CH1 και CH2). ΦΕ από το ΕΚΦΕ Κέντρου -78- 2. Επιλέγουμε στον παλμογράφο (ΟΛΑ ΤΑ ΚΟΥΜΠΙΑ ΕΞΩ): • Στο SWEEP MODE ενεργοποιούμε το AUTO. • Το κουμπί VOLTS/DIV το γυρνάμε στα 5V και στα δύο κανάλια. (Εσωτερικοί διακόπτες κλειδωμένοι δεξιά). • Το κουμπί SEC/DIV το γυρνάμε στα 2ms. Εσωτερικός διακόπτης κλειδωμένος δεξιά. 3. Επιλέγουμε στις γεννήτριες: • Συχνότητα, έστω 1kHz (περιστροφικό κουμπί στα 1 και FREQUENCY RANGE στο x1K) • Το κουμπί AMPLITUDE το τοποθετούμε στο μέσο της διαδρομής. (Στάθμη σήματος εξόδου) • DC OFFSET στο OFF. • Πατάμε τα κουμπιά της ημιτονοειδούς καμπύλης και έχουμε σήμα εξόδου και βλέπουμε τις καμπύλες στην οθόνη. • Επιλέγοντας στην περιοχή MODE, CH1 (G1) ή CH2 (G1) ρυθμίζουμε το κάθε σήμα από κάθε γεννήτρια, περιστρέφοντας το κουμπί AMPLITUDE σε κάθε γεννήτρια χωριστά ώστε να έχουν το ίδιο πλάτος. • Στη περιοχή MODE επιλέγουμε ADD για τα CH1 και CH2 (έξω και τα δύο κουμπιά). • Μετά επιλέγουμε το CH1. • Περιστρέφουμε απαλά το διακόπτη ρύθμισης της συχνότητας στη μια γεννήτρια και βλέπουμε στην οθόνη του παλμογράφου το διακρότημα.
Φωτοηλεκτρικό φαινόμενο Γ’ ΓΕΛ Προσανατολισμού Η πειραματική συσκευή Οδηγίες χρήσης της συσκευής (από την ΠΑΝΕΚΦΕ) Για την λειτουργία της συσκευής δεν απαιτούνται επιπλέον όργανα όπως πολύμετρα, τροφοδοτικά και -79- καλώδια. Για καλύτερα αποτελέσματα οι πρώτες μετρήσεις πρέπει να λαμβάνονται τουλάχιστον δέκα λεπτά μετά το άνοιγμα της συσκευής.
Φωτοηλεκτρικό φαινόμενο Γ’ ΓΕΛ Προσανατολισμού Τι είναι Πειραματικές διαπιστώσεις Το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο είναι το φαινόμενο κατά το 1. Εκπομπή φωτοηλεκτρονίων έχουμε μόνο όταν η οποίο μια μεταλλική επιφάνεια (κάθοδος) απελευθερώνει συχνότητα της προσπίπτουσας ακτινοβολίας είναι ηλεκτρόνια στο περιβάλλον όταν πάνω της προσπίπτει φως. μεγαλύτερη ή ίση μιας ορισμένης συχνότητας, η οποία είναι χαρακτηριστική για το μέταλλο. Αυτή η Σχηματική αναπαράσταση οριακή συχνότητα ονομάζεται συχνότητα κατωφλίου (f0). Όταν η κάθοδος φωτίζεται εκπέμπει ηλεκτρόνια 2. Ο αριθμός των ηλεκτρονίων που αποσπώνται από το (φωτοηλεκτρόνια) τα μέταλλο ανά μονάδα χρόνου είναι ανάλογος της οποία επιταχύνονται από έντασης της φωτεινής ακτινοβολίας που προσπίπτει το ηλεκτρικό πεδίο μεταξύ στο μέταλλο. των ηλεκτροδίων και καταλήγουν στην άνοδο. 3. Η ταχύτητα με την οποία εξέρχονται τα ηλεκτρόνια δεν εξαρτάται από την ένταση της φωτεινής ακτινοβολίας, αλλά μόνο από τη συχνότητά της και αυξάνεται όταν η συχνότητα της ακτινοβολίας μεγαλώνει. -80-
Φωτοηλεκτρικό φαινόμενο Γ’ ΓΕΛ Προσανατολισμού Σχηματική αναπαράσταση Ένταση του φωτορεύματος σε συνάρτηση με την τάση ανόδου-καθόδου Για να υπερνικήσει τις • Για τάση μηδέν (V=0) έχουμε ρεύμα, που σημαίνει ότι τα δυνάμεις που το συγκρατούν στο μέταλλο φωτοηλεκτρόνια εξέρχονται από την κάθοδο με κινητική ενέργεια που ένα ηλεκτρόνιο πρέπει να προσλάβει ένα ελάχιστο τους επιτρέπει να κινηθούν μέχρι την άνοδο. ποσό ενέργειας. Η • Ρεύμα έχουμε και για τάσεις λίγο μικρότερες από το μηδέν. Τάση ενέργεια αυτή ονομάζεται έργο εξαγωγής και αρνητική, εδώ, σημαίνει ότι η άνοδος έχει μικρότερο δυναμικό από συμβολίζεται με φ. Το έργο εξαγωγής ποικίλει την κάθοδο. από μέταλλο σε μέταλλο. • Στην περίπτωση αυτή το ηλεκτρικό πεδίο μεταξύ ανόδου - καθόδου παρεμποδίζει τα ηλεκτρόνια που εξέρχονται από την κάθοδο να φτάσουν στην άνοδο. • Η τάση V0 στην οποία διακόπτεται το ρεύμα ονομάζεται τάση αποκοπής. -81-
Φωτοηλεκτρικό φαινόμενο Γ’ ΓΕΛ Προσανατολισμού Σχέση φωτοηλεκτρικού ρεύματος και τάσης ανόδου – Πείραμα 1 V (Volt) I (μA) I (μA) Ένταση του ρεύματος σε συνάρτηση με την τάση στο φωτοκύτταρο 2,2 0,764 (μπλε φίλτρο, λάμπα στα 40cm, μέγιστη φωτεινή ένταση λάμπας) 2 0,763 1,8 0,761 0,9 1,6 0,72 1,4 0,673 0,8 1,2 0,623 1 0,565 0,7 0,9 0,51 0,8 0,454 0,6 0,64 0,411 0,52 0,357 0,5 0,35 0,283 0 0,139 0,4 -0,2 0,068 -0,4 0,024 0,3 -0,6 0,005 -0,73 0,001 0,2 -0,77 0 0,1 0 -1 -0,5 0 0,5 1 1,5 2 2,5 V (V) -82-
Φωτοηλεκτρικό φαινόμενο Γ’ ΓΕΛ Προσανατολισμού Εξάρτηση του φωτορεύματος από την απόσταση από τη λάμπα (μπλε φίλτρο) – Πείραμα 2 Αλλάζοντας την απόσταση μεταξύ της φωτεινής πηγής 0,7 V=10V και του φωτοκύτταρου μεταβάλλεται η ένταση της y = 136,71x + 0,0338 Μέτρια φωτεινής ακτινοβολίας και άρα και η ένταση του φωτεινότητα φωτορεύματος. 0,6 λάμπας Η ένταση της φωτεινής ακτινοβολίας είναι αντιστρόφως ανάλογη του τετραγώνου της απόστασης μεταξύ της 0,5 -83- φωτεινής πηγής και του φωτοκυττάρου. Ανάλογη εξάρτηση περιμένουμε και για το φωτορεύμα. 0,4 I(μA) d (cm) 1/d2 (cm-2) I (μA) 0,3 0,62 15 0,004444 0,42 20 0,2 0,26 25 0,0025 0,17 30 0,0016 0,1 0,14 35 0,001111 0,11 40 0,000816 0 0,000625 0 0,0005 0,001 0,0015 0,002 0,0025 0,003 0,0035 0,004 0,0045 0,005 1/d2 (cm-2)
Φωτοηλεκτρικό φαινόμενο Γ’ ΓΕΛ Προσανατολισμού Ερμηνεία Σχηματική παράσταση του φωτοηλεκτρικού φαινομένου Το φαινόμενο ερμηνεύτηκε το 1905 από τον Einstein. Αναφέρεται στη σωματιδιακή φύση του φωτός. Κατά τον Einstein, κάθε φωτόνιο της δέσμης που φωτίζει την κάθοδο μεταδίδει όλη του την ενέργεια hf σε ένα μόνο από τα ηλεκτρόνια του μετάλλου. • Αν η ενέργεια hf του φωτονίου είναι μικρότερη από το έργο εξαγωγής φ, το ηλεκτρόνιο δεν μπορεί να εγκαταλείψει το μέταλλο. • Εάν είναι μεγαλύτερη ή ίση με το έργο εξαγωγής φ, το ηλεκτρόνιο εγκαταλείπει το μέταλλο με κινητική ενέργεια που υπολογίζεται από τη σχέση: Η φωτοηλεκτρική εξίσωση του Einstein ερμηνεύει όλα τα πειραματικά δεδομένα. -84-
Φωτοηλεκτρικό φαινόμενο Γ’ ΓΕΛ Προσανατολισμού Μέτρηση του έργου εξαγωγής φ και της σταθεράς του Planck h - Πειραματική μέθοδος Στην περίπτωση που η συχνότητα της ακτινοβολίας που προσπίπτει στη φωτοκάθοδο είναι μεγαλύτερη της οριακής (f≥f0), για να εμποδίσουμε τα ηλεκτρόνια που εξέρχονται να φτάσουν στο άλλο ηλεκτρόδιο -και επομένως για να μηδενιστεί το φωτορεύμα- θα πρέπει να εφαρμόσουμε αρνητική τάση V0 μεταξύ ανόδου - καθόδου τέτοια ώστε: ������ ∙ ������0 = 1 m∙υ2 2 η τάση αυτή λέγεται \"τάση αποκοπής\" και με τη βοήθεια της φωτοηλεκτρικής εξίσωσης προκύπτει: ������ ∙ ������0 = ℎ ∙ ������ − ������ ή ℎ ������ ������0 = ������ ∙ ������ − ������ Η σχέση αυτή παριστάνεται γραφικά με ευθεία που έχει κλίση κ = εφθ = ℎ και περνάει από τα σημεία (���ℎ��� ,0) και (0, - ������������). ������ Επομένως από το διάγραμμα V0 (������) είναι δυνατό να υπολογιστούν η σταθερά h (σταθερά του Planck) και το φ (έργο εξαγωγής για το υλικό της φωτοκαθόδου). -85-
Φωτοηλεκτρικό φαινόμενο Γ’ ΓΕΛ Προσανατολισμού Μέτρηση του έργου εξαγωγής φ και της σταθεράς του Planck h – Πείραμα 3α ΕΚΤΕΛΕΣΗ ΠΕΙΡΑΜΑΤΟΣ Υλικό φωτοκαθόδου: Καίσιο – Cs • Τοποθετούμε την λάμπα σε απόσταση 25cm από το φωτοκύτταρο και τη ρυθμίζουμε Υπολογισμός σταθεράς του Planck στη μέγιστη έντασή της. (d=25cm, max φωτεινότητα λάμπας) 2 • Τοποθετούμε με τη σειρά τα διάφορα φίλτρα μπροστά από το φωτοκύτταρο. Τάση αποκοπής (V) • Μετράμε κάθε φορά την αντίστοιχη τάση αποκοπής V0. 1 y = 4,1573x - 1,9428 • Κατασκευάζουμε αντίστοιχο πίνακα τιμών. R² = 0,8529 0 0,2 0,4 0,6 0,8 • Σχεδιάζουμε το αντίστοιχο διάγραμμα φέρνοντας την ευθεία γραμμή που είναι όσο το -0,6 -0,4 -0,2 0 f (x10^15Hz) δυνατόν πλησιέστερα στα σημεία του πειράματος. -1 • Υπολογίζουμε την κλίση της γραμμής (h/e) και το σημείο που τέμνει τον κατακόρυφο -2 ������. άξονα - ������ Φίλτρο λ(nm) f (x10^15Hz) Τάση αποκοπής (V) -3 Μπλε 470 0,64 0,85 h=6,652∙10-34J∙s -4 Κίτρινο ανοιχτό 510 0,59 0,38 -5 Πράσινο 520 0,58 0,48 hθ=6,626∙10-34J∙s Κίτρινο σκούρο 550 0,55 0,26 σ = 0,39% φ=3,11∙10-19J φθ=2,87∙10-19J 0,19 Πορτοκαλί 580 0,52 Κόκκινο 630 0,47 0,11 σ = 8,36% -86-
Φωτοηλεκτρικό φαινόμενο Γ’ ΓΕΛ Προσανατολισμού Μέτρηση του έργου εξαγωγής φ και της σταθεράς του Planck h – Πείραμα 3β ΕΚΤΕΛΕΣΗ ΠΕΙΡΑΜΑΤΟΣ Υπολογισμός σταθεράς του Planck Υλικό φωτοκαθόδου: Καίσιο – Cs (d=25cm, μέτρια φωτεινότητα λάμπας) • Επαναλαμβάνουμε την παραπάνω διαδικασία για την ίδια h=5,651∙10-34J∙s απόσταση της φωτοκύτταρου-λάμπας (25cm), αλλά με 1 μέτρια φωτεινότητα λάμπας. 0,8 y = 3,5319x - 1,777 0,5 R² = 0,9835 hθ=6,626∙10-34J∙s σ = 14,71 % Φίλτρο λ(nm) f (x10^15Hz) Τάση αποκοπής (V) 0 0,2 0,4 0,6 Μπλε Κίτρινο ανοιχτό -0,6 -0,4 -0,2 0 Πράσινο Κίτρινο σκούρο -0,5 Πορτοκαλί Κόκκινο 470 0,64 0,49 Τάση αποκοπής (V) -1 -1,5 510 0,59 0,26 -2 520 0,58 0,3 -2,5 550 0,55 0,17 -3 580 0,52 0,08 -3,5 -4 630 0,47 -0,13 f (x10^15Hz) φ=2,84 ∙10-19J φθ=2,87∙10-19J σ = 1,05 % -87-
Φωτοηλεκτρικό φαινόμενο Γ’ ΓΕΛ Προσανατολισμού Μέτρηση του έργου εξαγωγής φ και της σταθεράς του Planck h – Πείραμα 3γ ΕΚΤΕΛΕΣΗ ΠΕΙΡΑΜΑΤΟΣ Υπολογισμός σταθεράς του Planck Υλικό φωτοκαθόδου: Καίσιο – Cs (d=40cm, μέγιστη φωτεινότητα λάμπας) • Επαναλαμβάνουμε την παραπάνω διαδικασία τοποθετώντας τη λάμπα στη μέγιστη απόσταση (40cm) από το φωτοκύτταρο και 2 ρυθμίζοντάς την στη μέγιστη φωτεινότητα. Φίλτρο λ(nm) f (x10^15Hz) Τάση αποκοπής (V) 1 y = 4,4614x - 2,0709 h=7,138∙10-34J∙s Μπλε R² = 0,8289 Κίτρινο ανοιχτό 470 0,64 0,94 0 hθ=6,626∙10-34J∙s Πράσινο 0,2 0,4 0,6 σ = 7,76 % Κίτρινο σκούρο Τάση αποκοπής (V)-0,6 -0,4 -0,2 0 0,8 Πορτοκαλί Κόκκινο 510 0,59 0,4 -1 520 0,58 0,53 -2 550 0,55 0,3 -3 580 0,52 0,21 -4 630 0,47 0,14 -5 f (x10^15HZ) φ=3,31∙10-19J φθ=2,87∙10-19J σ = 15,33 % -88-
Φωτοηλεκτρικό φαινόμενο Γ’ ΓΕΛ Προσανατολισμού Μέτρηση του έργου εξαγωγής φ και της σταθεράς του Planck h – Πείραμα 3δ ΕΚΤΕΛΕΣΗ ΠΕΙΡΑΜΑΤΟΣ Υπολογισμός σταθεράς του Planck Υλικό φωτοκαθόδου: Καίσιο – Cs (d=40cm, μέτρια φωτεινότητα λάμπας) • Επαναλαμβάνουμε την παραπάνω διαδικασία τοποθετώντας τη λάμπα στη μέγιστη απόσταση (40cm) από το φωτοκύτταρο 1 και ρυθμίζοντάς την σε μέτρια φωτεινότητα. Φίλτρο λ(nm) f (x10^15Hz) Τάση αποκοπής (V) 0 y = 4,204x - 2,2372 h=6,726∙10-34J∙s R² = 0,9656 -0,6 -0,4 -0,2 0 0,8 0,2 0,4 0,6 Μπλε 470 0,64 0,42 Τάση αποκοπής (V) -1 Κίτρινο ανοιχτό 510 0,59 0,21 -2 hθ=6,626∙10-34J∙s Πράσινο 520 0,58 0,24 -3 σ = 1,51 % Κίτρινο σκούρο 550 0,55 0,11 Πορτοκαλί 580 0,52 0 -4 Κόκκινο 630 0,47 -0,32 -5 f (x10^15HZ) φ=3,58∙10-19J φθ=2,87∙10-19J σ = 24,74 % -89-
Φωτοηλεκτρικό φαινόμενο Γ’ ΓΕΛ Προσανατολισμού Μέτρηση του έργου εξαγωγής φ και της σταθεράς του Planck h – Συγκεντρωτικά αποτελέσματα Υλικό φωτοκαθόδου: Καίσιο – Cs hθ=6,626∙10-34J∙s φθ=2,87∙10-19J Απόσταση Φωτεινότητα h (x10-34J∙s) σh (%) φ (x10-19J) σφ (%) λάμπας- λάμπας φωτοκύτταρου 6,652 0,39 3,11 8,36 Μέγιστη 5,651 14,71 2,84 1,05 25cm Μέτρια 7,138 7,76 3,31 15,33 Μέγιστη 6,726 1,51 3,58 24,74 40cm Μέτρια -90-
Φωτοηλεκτρικό φαινόμενο Γ’ ΓΕΛ Προσανατολισμού Επιπλέον υλικό – Φύλλα εργασίας Από το ΕΚΦΕ Αλίμου Η συσκευή του φωτοηλεκτρικού φαινομένου και οι περιορισμοί της. Πείραμα 1. Η κινητική ενέργεια των ηλεκτρονίων σε σχέση με την συχνότητα Πείραμα 2. Η ένταση του ρεύματος σε σχέση με την τάση για ίδια συχνότητα και διαφορετική ένταση φωτισμού Πείραμα 3. Η ένταση του ρεύματος σε σχέση με την τάση για διαφορετικές συχνότητες Πείραμα 4. Η ένταση του ρεύματος σε σχέση με την απόσταση της φωτεινής πηγής Από το ΕΚΦΕ Ν.Σμύρνης ΦΕ από το ΕΚΦΕ Σερρών -91-
https://www.youtube.com/@thodorispierratos6201/featured https://www.youtube.com/@Teacherland 92
93
Τηλέφωνο : 2310 488 471 94
Ιστοσελίδα: https://ekfekentrou.wordpress.com/blog/ Email : [email protected] 95
https://www.youtube.com/results?search_query=εκφε+ν+θεσσα λονικης 96
Στο Facebook: 97
Επιμέλεια-Παρουσίαση: Νίκη Μαμζερίδου Φυσικός, MSc 98
Search
