Таблица №3. Определение длины волны и частоты излучения светодиодов с помощью отражательной дифракционной решётки.
Цвет диода | Постоянная решётки d (м) | Расстояние от центрального максимума а (м) | Порядок максимума n | Расстояние между экраном и решёткой в (м) | Длина волны l*10-7 (м), | Среднее значение l*10-7 (м), |
Синий | 3,31*10-6 | 0,064 | 1 | 0,538 | 3,910 | 4,319 |
0,149 | 2 | 4,417 | ||||
0,235 | 3 | 4,416 | ||||
0,352 | 4 | 4,531 | ||||
1,65*10-6 | 0,156 | 1 | 4,595 | 4,565 | ||
0,358 | 2 | 4,570 | ||||
Красный (плоский) | 3,31*10-6 | 0,106 | 1 | 6,399 | 6,486 | |
0,231 | 2 | 6,530 | ||||
0,395 | 3 | 6,530 | ||||
1,65*10-6 | 0,223 | 1 | 6,318 | |||
Красный (двойной) | 3,31*10-6 | 0,094 | 1 | 5,697 | 5,889 | |
0,206 | 2 | 5,918 | ||||
0,353 | 3 | 6,053 | ||||
1,65*10-6 | 0,216 | 1 | 6,148 | |||
Зелёный (двойной) | 3,31*10-6 | 0,083 | 1 | 5,047 | 5,320 | |
0,190 | 2 | 5,511 | ||||
0,302 | 3 | 5,401 | ||||
1,65*10-6 | 0,194 | 1 | 5,597 | 5,554 | ||
0,483 | 2 | 5,511 | ||||
Полупроводник лазер | 3,31*10-6 | 0,109 | 1 | 6,573 | 6,549 | |
0,233 | 2 | 6,577 | ||||
0,394 | 3 | 6,519 | ||||
0,690 | 4 | 6,526 | ||||
1,65*10-6 | 0,232 | 1 | 6,534 | 6,517 | ||
0,688 | 2 | 6,499 |
Результаты построения вольтамперных характеристик.
При определении значений точек тока и напряжения проводился учёт падения
напряжения на миллиамперметре: U
=I* R
Напряжение на диоде определялось как: Uд= Uv - U
 |
 |
График №3
График №4
 |
График №7
График №8
Таблица №4. Значение порогового напряжения по данным вольтамперных характеристик.
Излучатель | Уравнение аппроксимации | Пороговое напряжение U (в) |
Синий | I=13,23U-35,39 | 2,68 |
Зелёный | I=32,29U-54,01 | 1,67 |
Красный | I=30,38U-46,67 | 1,54 |
ППЛ | I=10,24U-18,52 | 1,81 |
Таблица №5. Определение величины постоянной Планка.
Период решётки d(м) | Скорость света с (м/с) | Излучатель | Пороговое напряжение U (в) | Порядок максимума К | Sin | Значение постоянной h*10-34 (Дж с) |
3,31*10-6 | 3*108 | Синий | 2,68 | 2 | 0,267 | 6,316 |
Зелёный | 1,67 | 3 | 0,490 | 4,185 | ||
Красный | 1,54 | 2 | 0,395 | 5,369 | ||
ППЛ | 1,81 | 4 | 0,789 | 6,303 | ||
Для расчёта брались данные лишь отражательной решётки, поскольку
относительная погрешность измерения её меньше.
Определение погрешности измерения.
 |
Расчётная формула: h=
 |
Таблица №6. Значение постоянной Планка с учётом погрешности измерений.
Излучатель | h*10-34 (Дж с) |
Синий | 6,32 |
Зелёный | 4,81 |
Красный | 5,37 |
ППЛ | 6,31 |
0,38Анализ результатов.
1) Первоначальная идея, построенная на применении зонного подхода для
определения энергии возбуждения атома, экспериментально подтверждена. Результаты, полученные при расчёте длин волн (таблица
№3) совпадают с табличными данными.
2) Наименьшая погрешность, позволяющая определить истинное значение
постоянной, достигается при применении отражательной решётки. Поря-
док проведения эксперимента на самостоятельно разработанном приборе
и применении авторской технологии провешивания направления на
максимум для отражательной решётки оправдал себя.
3) Для организации работы физического практикума стоит взять за основу
светодиод синего излучения и полупроводниковый лазер. Большое расхождение результата полученного у зелёного диода объясняется размытостью спектра.
Список литературы:
1. «Энциклопедия для детей. Физика». Том 16. Стр. 157, 200, 216. М. «Аванта+». 2000.
2. Л. И. Пономарёв. «Под знаком кванта». М. «Наука». Главная редакция физико–математической литературы. 1989.
3. Ю. Р. Носов «Дебют оптоэлектроники».Библиотечка «Квант», выпуск 84. М. «Наука». ». Главная редакция физико–математической литературы. 1992.
4. В. А. Беляков, Е. С. Ицкевич, Б. М.Болотовский «Школьникам о современной физике» Электромагнетизм. Твёрдое тело. М. «Просвещение» 1982
5. «Физическая энциклопедия» том 4.М. Научное издательство «Большая Российская энциклопедия» 1994.
6. «Физическая энциклопедия» том 1.М. «Советская энциклопедия» 1994.
7. О. Ф. Кабардин, В. А. Орлов «Экспериментальные задания по физике 9 – 11 классы». М. «Вербум - М», 2001.
8. «Физический практикум для классов с углубленным изучением физики», Под редакцией Ю. А. Дика, О. Ф. Кабардина. М. «Просвещение», 1993.
9. И. П. Жеребцов «Основы электроники», Ленинград, «Энергоатомиздат», 1990.
10. М. Е. Левинштейн, Г. С. Симин «Барьеры», Библиотечка «Квант», выпуск 65. М. «Наука», Главная редакция физико–математической литературы. 1987.
11. Г. Я. Мякишев, «Физика 10 –11. Электродинамика», учебник для углубленного изучения физики. М. «Дрофа», 2001.
12. Г. Я. Мякишев, А. З. Синяков «Физика 11. Оптика. Квантовая физика.», учебник для углубленного изучения физики. М. «Дрофа», 2001.
Приложение
Метод измерения постоянной Планка, основанный
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 |
Основные порталы (построено редакторами)