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플랑크상수 측정

저작시기 1997.01 |등록일 2011.01.25 한글파일한글 (hwp) | 10페이지 | 가격 1,000원

소개글

플랑크상수 측정

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론
3. 실험 장비
4. 실험 방법
5. 실험 결과와 간략한 분석

본문내용

1. 실험 목적
저지 전압을 측정하여 플랑크 상수(Planck 상수 : h)를 구하고, 광전효과를 관찰한다. 또한 광전효과를 설명한 광량자 설에 대해 이해를 한다. 구체적으로 색을 바꾸어가며 빛의 파장에 따른 광전자의 운동에너지를 저지 전압을 이용해 구함으로써 플랑크 상수(h)를 구한다.
2. 실험 이론
빛의 광전효과는 그림과 같은 원리로 이루어져있다. 광전효과란 아이슈타인이 빛의 입자성을 이용하여 설명한 현상으로 금속 등의 물질에 일정한 진동수 이상의 빛을 비추었을 때, 물질의 표면에서 전자가 튀어나오는 현상이다. 이 광전효과는 광량자설에 기초해 있는데, 빛은 입자로 이루어져있다는 가설로서 파동으로 이루어져있다는 가설에 대응되는 가설 이였고, 많은 연구와 논의가 있었다고 한다.
입자 하나하나는 진동수와 플랑크 상수의 곱으로 나타낼 수 있는 에너지를 가지고, 빛은 광양자로서 전파된다는 것이다. 이 광양자설로 광전효과를 설명할 수 있는데 빛의 세기가 증가했다는 것은 빛의 에너지 입자가 증가했다는 것이고, 즉 이것은 방출된 전자의 수가 증가하여 이동했다는 것을 의미 한다.
또한 빛의 진동수에도 관계가 되는데 빛의 진동수가 증가하면 빛의 에너지 입자의 각각의 에너지가 커짐을 나타낸다. 또한 이것 역시 방출된 각 전자의 속도가 증가하여 결과적으로 에너지가 증가하게 된다.
빛의 파동성을 나타내는 것은 회절과 간섭으로 많이 알고 있었지만, 입자성은 광전효과가 나오기 전까지는 설득력이 없었다고 한다. 고전역학에서 빛을 정의하기를 빛은 질량이 없는 파동이라고 생각하는데, 광전효과는 빛이 질량이 있는 입자임을 말해주었다. 그리고 마지막 빛은 양자역학에서는 파동성도 입자성도 가지는 존재라고 정의 내리게 되었다. 광량자설로서 여러 가지 공식들이 만들어 졌는데, 다음과 같다.
,
이 식을 살펴보면 빛 입자는 플랑크상수 X 진동수 가 성립함을 알 수 있다.
전자파 복사가 고체 표면에 입사되면 전자가 방출된다. 이 때 방출된 전자의 최대 운동에너지 ()값은 아이슈타인의 광양자설로부터 이런 공식으로 도출된다.
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