현대물리학실험 | 광전 효과

 

 

 

TIP

 

 

빛의 광자이론에 따르면 광전자의 최대 운동에너지는 입사 광선의 주파수에만 의존하며 빛의 세기에는 영향을 받지 않는다. 따라서 빛의 주파수가 높을수록 에너지가 크다. 반대로 고전적인 빛의 파동설은 광전자의 최대 운동에너지가 빛의 세기에 의존할 것이라 예측한다. 이 실험은 이런 두 주장에 관해 조사하는 것이다.

 

 

 

실험 요약

본 실험은 h/e기기를 이용하여 빛을 스팩트럼으로 분광시키고, 그 빛의 종류에 따른 Stopping Potential과 wavelength, Frequencyfy를 구하고자 하는 실험이다. 이미 생활깊게 자리잡은 레이저를 통한 안과 수술이나 광미디어 매체인 CD, DVD등의 Write등이 이 광전효과를 기반으로한 예라고 할 수 있다. 또한 광섬유를 통한 정보통신에서도 빛에 따른 주파수와 파장이 다름을 이용하여 보다 많은 매체와 정확한 정보를 전달할 수도 있다. 이미 이 실험은 오래전에 증명되었지만, 100년도 넘은 지금 보다 정확하고 새로운 사실을 얻고자 이 실험을 시작한다.

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실험 방법

Part A

1) h/e기구를 조정해서 오직 하나의 스펙트럼선이 광전다이오드 차폐물의 열린 부위에 비추게 한다. 만약에 노랑이나 녹색을 골랐다면 일치하는 색이 칠해진 필터를 h/e기구에 있는 하얀 색의 반사 차폐물(White Reflective Mask)에 장착한다.

 

2) 가변투과필터(Variable Transmission Filter)를 하얀 색 반사 차폐물의 앞에 놓는다.(만약 하나를 사용했다면 컬러필터 위로) 그렇게 해서 빛이 100% mark된 단면을 통과해서 광전 다이오드까지 도달하게 한고 전압을 측정한 후 기록한다.

 

3) 실험 기구의 방전 버튼을 누른 후 기록된 전압까지 전압이 올라가는 시간을 측정한다.

 

4) 앞의 과정을 가변 투과 필터의 5가지 단면(100%, 80%, 60%, 40%, 20%)에 대해 반복 실험한다.

 

5) 두 번째 색을 이용하여 절차를 반복한다.

 

Part B

1) 수은 등의 스펙트럼에서 5가지 색을 쉽게 볼 수 있다. h/e기구를 조정하여 노란색 주파수대(bands) 중 한 개만이 광전다이오드 차폐물의 열린 부위에 비추도록 한다. 필터를 h/e기구에 있는 흰 반사 차폐물에 씌운다.

 

2) 실험 기구를 Computer Data Monitor System에 연결한다.

 

3) 실험 기구의 방전 버튼을 누르고 전압을 측정한다.

 

4) 앞의 과정을 각 색깔 마다 반복하라.

 

5) 두 번째 색을 이용하여 절차를 반복한다.

 

 

 

[현대물리학실험]광전 효과 레포트