사전보고서 광전효과(플랑크상수측정)실험

사전보고서 광전효과(플랑크상수측정)실험

[사전보고서] 광전효과(플랑크상수측정)실험.hwp

본문 실험목적 <광 전 효 과> 광전효과 현상을 이해한다. 또한 광전효과 현상을 설명한 광량자설을 이해하고 플랑크 상수(Planck constant)를 측정한다. 이론 광전효과란? 금속 등의 물질이 고유의 특정 파장보다 짧은 파장을 가진 (따라서 높은 에너지를 가진) 전자기파를 흡수했을때 전자를 내보내는 현상이다. 이때 그 특정 파장을 한계 파장이라 하며, 그때의 진동수를 한계 진동수라고 한다. 그리고 그 한계 진동수에 플랑크 상수를 곱한 것을 일함수라 일컫는다. 아인슈타인이 빛의 입자성을 이용하여 설명한 현상으로 금속 등의 물질에 일정한 진동수 이상의 빛을 비추었을 때, 물질의 표면에서 전자가 튀어나오는 현상이다. 튀어나온 전자의 상태에 따라 광이온화, 내부 광전효과, 광기전력효과로 나뉜다. 전자는 금속 내에서 원자핵의 (+)전하와 전기력에 의해 속박되어 있다. 여기에 빛을 쬐면 빛이 가진 이중성 즉, 파동성과 입자성 중 입자성질에 의해 빛의 알갱이 광자가 전자와 충돌하게 된다. 이후 전자는 광자가 가진 에너지를 갖게 된다. 이때 에너지가 일함수라고 하는 속박 에너지 이상이 되면 전자는 금속 밖으로 튀어나가게 된다. 금속 밖으로 나간 전자가 가진 에너지는 광자가 가진 에너지에 일함수를 뺀값이 된다. 그림 1. 광전자의 발생원리 및 저지전압 측정회로 저지전압에 의해 전자의 음극 도달 여부가 결정된다 광전효과의 대표적인 실험장치는 그림 1과 같다. 만약 적당한 크기의 진동수를 가진 단색광을 금속면(양극:anode)에 비추면 금속면으로 부터 전자가 방출되어 음극(cathod)에 도달하며, 이것이 전류계에서 전류(광전류)로 측정된다. 이때 음극과 양극 사이에 역전압을 걸어 방출된 전자의 운동을 방해한다면 역전압보다 큰 운동에너지를 가진 전자는 음극에 도달할 것이고, 역전압을 점점 증가시키면 음극에 도달할 수 있는 전자는 점점 줄어들어 마침내 전류는 흐르지 않을 것이다. 이 전압을 저지전압(V)이라고 한다. 저지전압에 전자 전하(e)를 곱한 것이 가장 빨리 방출된 전자의 운동에너지(Kmax)와 같다. 이와 같은 현상을 요약하여 표현하면 하고 싶은 말 좀 더 업그레이드하여 자료를 보완하여, 과제물을 꼼꼼하게 정성을 들어 작성했습니다. 위 자료 요약정리 잘되어 있으니 잘 참고하시어 학업에 나날이 발전이 있기를 기원합니다 ^^ 구입자 분의 앞날에 항상 무궁한 발전과 행복과 행운이 깃들기를 홧팅 키워드 금속, 에너지, 저지전압, 음극, 효과, 저지