Notice d`utilisation
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1. correspondante est diff rent La mont e de la droite d pend du mat riau de la cathode 6 Manipulation 6 1 Mesure des tensions limites avec une intensit lumineuse de 75 e Raccordez l alimentation alimentation en courant enfichable pour e R glez l intensit lumineuse sur 75 e Ins rez la fiche de la premi re source lumineuse dans la douille de jonction pour les DEL e Appuyez sur les tiges de verrouillage du bo tier creux au niveau du tube analyseur de la cellule photo lectrique et tirez le vers le bas e Poussez enti rement le bo tier des DEL sur le tube analyseur de la cellule photo lectrique jusqu ce que les tiges de verrouillage s enclenchent e Placez le bouton de r glage fin pour la diff rence de potentiel inverse en position m diane Pr cision Il est recommand lors de la premi re mesure d attendre quelques minutes avant de commencer le r glage de la tension limite e Tournez le bouton de r glage approximatif jusqu ce que le courant photo lectrique dans le nanoamp rem tre soit sur environ 0 e Optimisez le r glage avec le bouton de r glage fin Pour cela tournez le bouton de r glage fin de fa on ce que l affichage varie entre 0 et 0 e Notez la diff rence de potentiel inverse r gl e de cette mani re en tant que tension limite U e Recommencez la mesure avec les quatre DEL restantes e Une fois l exp rience termin e repoussez la housse de protec2. paquets appel s quanta Cette valeur minimale d pend de la fr quence La Constante de Planck est une constante naturelle fondamentale dont la valeur exacte est h 6 62606896 10 Js Dans cette exp rience la lumi re de la diode lectroluminescente connect e rencontre l anode cylindrique sur la cathode Si un lectron rencontre un photon le photon lui transmet toute son nergie E h f par effet photo lectrique Une partie de cette nergie servira repousser les lectrons de la surface m tallique travail de sortie W Le reste de l nergie est mis disposition des lectrons sous forme d nergie cin tique En h f W Le travail de sortie des lectrons s agit d une grandeur d pendant du mat riau et de la temp rature et pour le c sium elle est gale 2 14 eV pour 0 K et environ 2 eV temp rature ambiante Selon la diff rence de potentiel inverse appliqu e entre la cathode et l anode un flux d lectrons circule de la cathode vers l anode mesur l aide du nanoamp rem tre Correspond la diff rence de potentiel inverse de la tension limite U avec e U Eu h f W et e 1 6021 10 C donc ce courant atteint la valeur 0 nA Dans un diagramme f e U les tensions limites U mesur es pour diff rentes fr quences f se trouvent sur une droite de gradient h et d une section de coordonn e y W En fonction du mat riau de la cathode l axe des ordonn es y de la droite
3. 3B SCIENTIFIC PHYSICS D going one step further Appareil pour la constante de Planck 115 V 50 60 Hz Appareil pour la constante de Planck 230 V 50 60 Hz 1000536 U10700 115 1000537 U10700 230 Instructions d utilisation 07 13 ALF DEL avec c ble de connexion Nanoamp rem tre 1 Remarques La cellule photo lectrique de l appareil pour la 1 constante de Planck est tr s sensible Une forte exposition la lumi re entra ne son usure pr matur e et l endommage d finitivement Apr s une irradiation 1 excessive elle n cessite dans le meilleur des cas une longue p riode pour se restabiliser 5 e L cran de protection de la cellule photo lectrique ne doit en aucun cas tre retir 1 e A la fin de l exp rience poussez le bo tier creux au 1 dessus du tube analyseur de la cellule photo lectrique i e Prot gez l appareil des vibrations et ne l exposez ni des temp ratures extr mes ni une humidit lev e ou un ensoleillement direct Voltm tre Ecran de protection de la cellule photo lectrique 5 Tube analyseur de la cellule photo lectrique 6 Douille creuse pour alimentation enfichable 7 Alimentation en courant avec douille de jonction pour DEL 8 Bouton de r glage approximatif de la diff rence de potentiel inverse 9 Bouton de r glage fin de la diff rence de potentiel inverse 10 R glage de l intensit 11 Bo tier creux AWN 2 Volum
4. e de livraison Appareil de base avec cellule photo lectrique voltm tre nanoamp rem tre et alimentation en courant pour les DEL Bo tier creux comme cache pour le tube analyseur de la cellule photo lectrique DEL 472 nm 505 nm 525 nm 588 nm 611 nm dans un bo tier avec c ble de connexion Alimentation enfichable 12 V CA Mode d emploi Feuille de calcul pour l valuation 3 Description L appareil pour la constante de Planck permet de d terminer la constante de Planck h et le travail de sortie des lectrons W de la cathode en c sium de la cellule photo lectrique selon la m thode de la diff rence de potentiel inverse Il comprend une cellule photo lectrique vide un voltm tre pour la mesure de la diff rence de potentiel inverse un nanoamp rem tre pour la mesure du courant photo lectrique et une source de tension pour les DEL En tant que sources lumineuses de fr quence diff rente cinq diodes lectroluminescentes DEL de longueur d onde connue sont disponibles L intensit de la lumi re mise peut varier chaque fois entre O et 100 La cellule photo lectrique se compose d une cathode vaporis e de c sium et d une anode cylindrique Si l appareil est sous tension une tension est pr sente entre ces lectrodes elle peut tre r gl e l aide de deux boutons L alimentation en courant de l appareil s effectue partir d une alimentation enfichable fournie L appareil pour la constan
5. oux courant dans le commerce mais aucun produit r curer caustique e Veillez imp rativement ce qu aucun liquide ne p n tre l int rieur de l appareil e D branchez l alimentation enfichable mettre l appareil hors tension pour e Nettoyez l appareil avec un chiffon l ger humide et non pelucheux 8 Traitement des d chets e l emballage doit tre d pos aux centres de recyclage locaux e Si l appareil doit tre jet ne pas le jeter dans les ordures m nag res Il est important de respecter les consignes locales relatives au traitement des d chets lectriques 0 t T T T T r T 480 500 520 540 560 580 600 Fig 1 Energie limite Ug e en fonction de la fr quence f 620 640 0 80 0 75 0 70 e 7 0 65 0 60 L pA 0 20 40 60 80 100 4 Fig 2 Tension limite U en fonction de l intensit lumineuse pour une longueur d onde de 472 nm 3B Scientific GmbH Rudorffweg 8 21031 Hamburg Allemagne www 3bscientific com Sous r serve de modifications techniques Copyright 2013 3B Scientific GmbH
6. te de Planck dont la r f rence est 1000536 U10700 115 est con u pour une tension du secteur de 115 V 10 l appareil dont la r f rence est 1000537 U10700 230 pour une tension du secteur de 230 V 10 4 Caract ristiques techniques Cellule photo lectrique Type 1P39 C sium Cs Voltm tre 3 digit LCD Pr cision 0 5 typique Nanoamp rem tre 3 digit LCD Pr cision 1 typique DEL 472 nm 505 nm 525 nm 588 nm 611 nm 280x150x130 mm env 1 3 kg Dimensions Poids 5 Bases th oriques L effet photo lectrique fut une des derni res nigmes de la fin du 19 me si cle et du d but du 20 me si cle poque laquelle on pensait avoir quasiment fait le tour de la question en physique La th orie classique ne permettait pas d expliquer ce ph nom ne En 1905 Einstein parvint faire une description th orique incroyablement simple de cet effet l aide de la th orie quantique introduite par Max Planck Il expliqua que la lumi re est compos e de particules appel s photons L nergie E de ces photons quanta de lumi re devait tre directement proportionnelle leur fr quence f et leur nombre d impulsions p indirectement proportionnel aux longueurs d ondes E h f p h La constante de proportionnalit h est d sign e comme la Constante de Planck Cela signifie que l nergie sous forme de rayonnement lectromagn tique ne peut tre mise qu en petits
7. tion sur le tube analyseur DEL 6 2 D termination de la constante de Planck h e A partir des longueurs donde appliqu es F c m calculez les fr quences f a avec c 3 10 s de la lumi re e A partir des tensions limites U calculez les nergies e U avec e 1 602 10 C e Reportez les valeurs obtenues dans un diagramme nergie fr quence e Tracez une droite passant par les valeurs et d terminez la constante de Planck h partir du gradient et du travail de sortie W de la section de coordonn e y Pr cision Le plus simple est d effectuer l valuation concernant en particulier la droite de compensation l aide du programme Excel fourni car il suffit de saisir les valeurs mesur es pour la tension limite dans le tableau correspondant Il suffit ensuite de lire la droite de gradient h et l axe des ordonn es y W sur le graphique et de calculer la diff rence par rapport la valeur de la litt rature en saisissant ces valeurs dans la colonne correspondante du second tableau Ure eV 0 7 0 6 0 5 0 4 0 3 0 2 0 1 6 3 Preuve de l ind pendance de la tension limite par rapport l intensit lumineuse e Choisissez une DEL e R glez l intensit maximale et d terminez la tension limite U e R duisez progressivement l intensit z ro et d terminez chaque fois la tension limite U 7 Nettoyage e Utilisez uniquement un produit de rin age d
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