광전효과를 이용한 플랑크상수 측정 (결과)

목차

Ⅰ. 요약
1. 실험목적
2. 이론 및 원리
3. 실험장비 및 과정

Ⅱ. 결과 및 토의

Ⅲ. 참고문헌

본문내용

1. 실험목적
● 플랑크상수를 광전효과를 이용하여 측정한다.
2. 이론 및 원리
이 실험은 광전효과에 대해 먼저 알고 있어야 실험을 진행할 수 있기 때문에 광전효과에 대해 알아보자. 광전효과란 금속과 같은 물질에 특정한 진동수 이상의 빛을 쬐였을 때 전자가 그 물질의 표면에서 튀어나오는 현상이다. 이러한 광전효과는 헤르츠라는 과학자에 의해 밝혀졌는데 이러한 광전효과가 밝혀지기 전에는 빛은 파동이라는 설이 지배하고 있었다. 그런데 과학자들이 빛에 대해 계속해서 연구하다보니 빛에 대한 고전 물리 이론과는 부합하지 않는 현상들을 발견하기 시작하였다. 그것의 대표적인 예 가 바로 ‘흑체 복사’인데, 여기서 흑체 복사에 대해 잠깐 말하자면 흑체(모든 복사 광선을 흡수하는 이상적인 물체)복사란 흑체가 모든 영역의 빛을 방출한다는 것이다.

<중 략>

두 번째는 광원의 주파수가 일정한 값보다 더 작아지게 되면 광전효과는 일어나지 않는 다는 것이다. 일단 두 번째 내용을 이해하기 위해서는 문턱진동수라는 새로운 개념이 필요한데 이에 대해 간단히 설명하자면 문턱진동수란 금속 표면에 비추어 주는 빛의 진동수가 특정 값 보다 작으면 아무리 강한 빛을 쬐더라도 광전자(광전효과에 의해 튀어나오는 전자)가 튀어나오지 않는데 이때의 특정 값의 진동수를 문턱진동수라고 하며 한계 진동수라고도 부른다. 문턱진동수 이상에서는 아무리 약한 광원을 비추어도 광전자의 방출이 일어나며 문턱진동수 이하에서는 아무리 강한 빛을 비추어도 광전자의 방출이 일어나지 않는 다는 것을 의미한다. 하지만 고전이론에서는 빛의 세기가 충분히 큰 에너지를 공급하면 전자가 무조건 튀어나와야 하는데 이는 위 사실과 상충되는 부분이다.
마지막으로 첫 번째 광전자는 빛을 켜자마자 거의 동시에 방출된다는 것이다. 고전 물리학에 따른 이론을 바탕으로 예상을 하면 빛을 쬐면 광전자가 일정 기간 동안 에너지를 흡수하다가 에너지를 충분히 얻었을 때 방출된다고 하는데 이 또한 위 사실과 상충된다.

참고 자료

일반 물리 실험 교재
최신대학물리학 (Raymond A. Serway, John W. Jewett 저, 북스힐)
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