Задание 2. Значения напряжения запирания

Значения напряжения запирания Uз при использовании различных светофильтров приведены в таблице 4.5.

Таблица 4.5 Результаты измерения запирающих напряжений

Рассчитаем верхние частоты нв пропускания светофильтров, исходя из граничных длин волн лгр, указанных в таблице 4.5, и используя выражение 3.6.

Следующий шаг — расчет погрешностей для полученных в ходе эксперимента данных.

Используем выражение 3.4 для расчета абсолютной погрешности прямого измерения запирающего напряжения.

уп = = 0,015 В.

Согласно формуле 3.7 рассчитаем абсолютную погрешность нв для каждого из представленных светофильтров. В качестве у (лгр) возьмем значение половины разряда последней значащей цифры:

син. светофильтр: у (нв) = 3 • 108 • = 0,625 • 1017= 625 • 1012 с- 1;

зел. светофильтр: у (нв) = 3 • 108 • = 0,555 • 1017= 555 • 1012 с- 1;

жел. светофильтр: у (нв) = 3 • 108 • = 0,005 • 1017= 500 • 1012 с- 1;

кр. светофильтр: у (нв) = 3 • 108 • = 0,484 • 1017= 484 • 1012 с- 1.

Строим график в координатах Uз, нв. Убеждаемся в наличие линейной зависимости. Определяем постоянную Планка h и работу выхода A. Для этого воспользуемся методом наименьших квадратов согласно формулам 3.8, 3.9.

S1 = 6,25 • 1014 + 5 • 1014 + 5,56 • 1014 + 4,839 • 1014 = 21,649 • 1014 с- 1;

S2 = 0,95 + 0,46 + 0,68 + 0,39 = 2,48 В;

S3 = (6,25 • 1014 • 0,95) + (5 • 1014 • 0,46) + (5,56 • 1014 • 0,68) + (4,839 • 1014 • 0,39) = 13,90 551 • 1014;

S4 = = (21,649 • 1014)2 = 468,679 • 1028 (с- 1)2;

D = 4 • 468,679 • 1028 — 468,679 • 1028 = 1406,037 • 1028;

k = = 0,137 • 1014;

b = = 0,6126.

Определяем погрешности косвенного измерения полученных данных. Используем выражения 3.10, 3.11.

S4 = = 2,482 = 6,1504 В2;

C = = 3,3202;

у (k) = 3,3202 • = 2,6776;

у (b) = 3,3202 • = 28,983 • 1014.

Рассчитаем по формуле 3.1 постоянную Планка:

h = 4 • 10- 15 • 1,60 • 10- 19 = 6,4 • 10- 34 Дж • с;

у (h) = |e| • у (k) = 1,60 • 10- 19 • 28,983 • 1014 = 46,3728 • 10- 5 Дж • с.