Demonstrációs fizika labor

9.1. A fotoeffektus kimutatása

A kísérlet célja subler.png

Fotoeffektus jelenségének demonstrálása, mennyiségi viszonyainak érzékeltetése.

Szükséges anyagok, eszközök

  • Higanygőz lámpa, állványra szerelve
  • Fojtótekercs higanygőz lámpához
  • Cink lemez szigetelő állványon
  • 2 db vezeték
  • Statikus voltmérő (galvanométer)
  • Kisméretű ablaküveg
  • Izzószálas asztali lámpa
  • Ebonitrúd, üvegrúd, selyem és szőrme

9.1a.PNG

A mérés leírása

A kísérlet összeszerelésének megkezdése előtt kapcsoljuk be a higanygőz lámpát, mivel néhány perc szükséges, amíg eléri a maximális intenzitását. A lámpa a kísérlet ideje alatt legyen végig a fal felé fordítva. A voltmérő mérő ágához csatlakoztassuk a cinklemezt, a másikat (amin a föld jelzés van) csatlakoztassuk a csaphoz (azaz földeljük le). Vigyázzunk, hogy a cinklemezből jövő kábel végig a levegőben fusson! A cinklemezt kezdetbe ne világítsa meg a higanylámpából jövő közvetlen fénysugár!

  • Az ebonitrudat dörzsöljük meg selyemmel, majd töltsük fel vele a cinklemezt (a feltöltött rudat végig kell húzni a lemezen). Ezt addig ismételjük, míg a feszültségmérő 5 kV körüli értéket nem jelez. Akkor jó az összeállítás, ha feltöltés után a feszültség állandó (vagy csak nagyon lassan csökken). Fordítsuk a higanygőz lámpát a lemez felé, és figyeljük meg a mutató állását!
  • Ezt követően ismételjük meg a kísérletet bőrrel dörzsölt üvegrúddal! Figyeljük meg a különbséget!
  • Töltsük fel ismét ebonitrúddal a lemezt, de most szembefordítás előtt helyezzünk ablaküveget a lámpa és a lemez közé.

Vigyázat! A higanygőz lámpába sohase nézzünk bele közvetlenül, mert károsíthatja a szemet. A lámpát csak addig üzemeltessük, amíg feltétlenül szükséges!

Kísérlethez kapcsolódó kérdések

  • Adjunk magyarázatot a fényelektromos hatás jelenségére! Mi játszódik le atomi szinten?
  • Írjuk fel az Einstein-féle fényelektromos egyenletet és mutassuk be a tagjainak fizikai hátterét! Az egyenletet felhasználva magyarázzuk meg az ablaküveg hatását!

Módszertani kiegészítések

  • Sokszor előfordul, hogy az üvegrúddal feltöltött cinklemez is veszít a töltöttségéből, amikor rávilágítunk a higanygőz lámpával. Ez a tanárt és a diákot is összezavarhatja. A kísérlet ezen része nem tartozik szervesen a demonstrációhoz, inkább csak érdekesség. Nem támogatja a fényelektromos jelenség fogalmi megértését, ezért nyugodtan kihagyható.

 


9.1. A fotoeffektus kimutatása

A kísérlet célja subler.png

Fotoeffektus jelenségének demonstrálása, mennyiségi viszonyainak érzékeltetése.

Szükséges anyagok, eszközök

  • Higanygőz lámpa, állványra szerelve
  • Fojtótekercs higanygőz lámpához
  • Cink lemez szigetelő állványon
  • 2 db vezeték
  • Statikus voltmérő (galvanométer)
  • Kisméretű ablaküveg
  • Izzószálas asztali lámpa
  • Ebonitrúd, üvegrúd, selyem és szőrme

9.1a.PNG

A mérés leírása

A kísérlet összeszerelésének megkezdése előtt kapcsoljuk be a higanygőz lámpát, mivel néhány perc szükséges, amíg eléri a maximális intenzitását. A lámpa a kísérlet ideje alatt legyen végig a fal felé fordítva. A voltmérő mérő ágához csatlakoztassuk a cinklemezt, a másikat (amin a föld jelzés van) csatlakoztassuk a csaphoz (azaz földeljük le). Vigyázzunk, hogy a cinklemezből jövő kábel végig a levegőben fusson! A cinklemezt kezdetbe ne világítsa meg a higanylámpából jövő közvetlen fénysugár!

  • Az ebonitrudat dörzsöljük meg selyemmel, majd töltsük fel vele a cinklemezt (a feltöltött rudat végig kell húzni a lemezen). Ezt addig ismételjük, míg a feszültségmérő 5 kV körüli értéket nem jelez. Akkor jó az összeállítás, ha feltöltés után a feszültség állandó (vagy csak nagyon lassan csökken). Fordítsuk a higanygőz lámpát a lemez felé, és figyeljük meg a mutató állását!
  • Ezt követően ismételjük meg a kísérletet bőrrel dörzsölt üvegrúddal! Figyeljük meg a különbséget!
  • Töltsük fel ismét ebonitrúddal a lemezt, de most szembefordítás előtt helyezzünk ablaküveget a lámpa és a lemez közé.

Vigyázat! A higanygőz lámpába sohase nézzünk bele közvetlenül, mert károsíthatja a szemet. A lámpát csak addig üzemeltessük, amíg feltétlenül szükséges!

Kísérlethez kapcsolódó kérdések

  • Adjunk magyarázatot a fényelektromos hatás jelenségére! Mi játszódik le atomi szinten?
  • Írjuk fel az Einstein-féle fényelektromos egyenletet és mutassuk be a tagjainak fizikai hátterét! Az egyenletet felhasználva magyarázzuk meg az ablaküveg hatását!

Módszertani kiegészítések

  • Sokszor előfordul, hogy az üvegrúddal feltöltött cinklemez is veszít a töltöttségéből, amikor rávilágítunk a higanygőz lámpával. Ez a tanárt és a diákot is összezavarhatja. A kísérlet ezen része nem tartozik szervesen a demonstrációhoz, inkább csak érdekesség. Nem támogatja a fényelektromos jelenség fogalmi megértését, ezért nyugodtan kihagyható.