현대물리 실험 - 광전효과(Photoelectric Effect) 실험

현대물리 실험 - 광전효과(Photoelectric Effect) 실험

실험1 : The Wave Model of light vs. the Quantum model
빛의 광자이론에 따르면 광자의 최대 운동에너지 는 입사하는 빛의 진동수에만 의존하고 빛의 세기에는 독립적이다. 따라서 높은 진동수의 빛은 더 큰 에너지를 가진다는 것이다.
반대로, 빛의 고전 파동 모형은 가 빛의 세기에 의존한다고 예견했다. 다시 말하면 더 밝은 빛이 더 큰 에너지를 가진다는 것이다. 이번 실험은 이 두 주장을 확인하는 실험이다. Part A는 수은 증기 광원의 두 스펙트럼 선을 선택하여 세기의 함수로써 광자의 최대 에너지를 실험하는 것이다. Part B는 다른 스펙트럼 선들을 선택하여 빛의 진동수의 함수로써 광자의 최대 에너지를 실험하는 것이다.

그림 . Experiment 1의 장비 세팅

그림 9와 같이 세팅하면 된다. 수은 증기 광원의 빛은 h/e장치의 흰색 반사 마스크에 오도록 한다. 그리고 Light shied를 돌려 장치 안의 photodiode mask가 드러나도록 한다. h/e장치를 회전시켜 photo- diode mask 의 창 중앙에 오도록 한다. 움직인 후 나사를 이용하여 고정한다. Lens/Grating 부품을 움직여 photodiode mask 창의 구멍에 가능한 가장 얇은 상이 맺히도록 한다. h/e 장치를 회전시켜 전체 실험장비가 일직선이 되도록 한다. 디지털 전압계의 리드선의 극을 확인하고 h/e장치의 OUTPUT 단자에 연결한다.

실험방법
Part A
① h/e 장치를 조절하여 단한개의 스펙트럼 색깔이 포토다이오드의 마스크에 오게 한다. 만약 녹색이나 노란색의 스펙트럼선을 선택 했다면 그에 상응하는 색의 필터를 h/e 장치의 흰색 반사 마스크에 배치한다.
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