effet photoélectrique
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Français
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2013
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RAPPORT DE TP Effet photoélectrique Résultat des mesures Hardet Aimlain NGOMA , Borgea EKOYA MBONGO & Lewis TOMBET 28/12/2012 RAPPORT DE TP 1. Introduction : Notre manipulation vise le calcul de la constante de Planck. Pour cela, on dispose une cellule photo éclectique qui sera éclaire avec la lumière monochromatique de différentes longueurs d’onde. On déterminera la constante de Planck à partir des tensions mesurées. La cellule photoélectrique est métallisée sur l’une de ses deux moitiés intérieurs avec du potassium (cathode) ; en face de la cathode se trouve l’anode. Lorsqu’un photon frappe la cathode, et si son énergie est suffisante ; il peut extraire un électron du métal (effet photoélectron).Une partie des électrons extraits parvient sur l’anode constituant entre l’anode et la cathode une tension qui au d’un temps très court atteint une valeur limite de la tension notée U. Par conséquent, les électrons n’atteindront l’anode que si leur énergie dans le champ électrique soit égale à l’énergie cinétique. 2. Description des expériences : Mode Opératoire : Placer la lampe à valeur de mercure et la cellule photoélectrique respectivement au bout des bancs d’optique. Placer le réseau de diffraction dans le support et le monter sur l’articulation tournante au moyen d’un support pour lentille. Positionner la fente à 9cm environ.
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RAPPORT DE TP Effet photoélectrique ésultat des mesure Hardet Aimlain NMA , Borgea EKOYA MBONGO Lewis TOMBET 28/12/201
RAPPOR
1.Introduction : Notre manipulation visele calcul de la constante de Planck. Pourcela, on dispose une cellule photo éclectique qui sera éclaire avec la lumière monochromatique de différentes longueurs d’onde. On déterminerala constante de Planck à partir des tensionsmesurées. La cellule photoélectrique est métallisée sur l’une de ses deux moitiésintérieurs avec du potassium (cathode) ; en face de la cathode se trouve l’anode. Lorsqu’un photonfrappe la cathode, et si son énergie est suffisante ; il peut extraire un électron du métal (effet photoélectron).Une partie des électrons extraits parvient sur l’anode constituant entre l’anode et la cathode une tension qui au d’un temps très court atteint une valeur limite de la tension notée U. Par conséquent, les électrons n’atteindront l’anode que si leur énergie dans le champ électrique soit égale à l’énergie cinétique. 2.Description des expériences: Mode Opératoire: Placer la lampe à valeur demercureet la cellule photoélectrique respectivement au bout des bancs d’optique. Placer le réseau de diffraction dans le support et le monter sur l’articulation tournante au moyen d’un support pour lentille.
Positionner lafente à 9cm environ.
RAPPOR Utiliser la lentille convexe en position 20 cm, focaliser l’image de la fente exactement sur le diaphragme d’entrée de la cellule photoélectrique. Ajuster lalargeur de la fente de sorte que la largeur de l’image de la fente soit de l’ordre de 1 cm. Pour un meilleur contrôle, fixer une feuille blanche et brillante approximativement audessus de l’entrée du diaphragme. Ce qui permettra de voir les raies UV invisible à l’œil. Principe : Par rotation d’un bras du banc d’optique, superposer les images successives de la fente avec l’entrée du diaphragme et après quelques secondes, noter les valeurs de tensions stables correspondantes ainsi que les angles correspondants. Après avoir pris soin d’éviter la fraction des rayons UV dus à la diffraction au second ordre ; utiliser, pour les raies spectrales vertes et jaunes, placer le filtre de couleur verte devant l’entrée du diaphragme avec l’aide du support pour diaphragme.
Avant chaque mesure, ondéchargera la capacité extérieure se trouvantà l’entrée à haute résistance de l’amplificateur de mesure en se servant de la touche « Zéro », le diaphragme étant fermé. L’amplification de mesure est prêt environ 10mn après le démarrage.
Les paramètres de fonctionnement du montage sont:
Amplification de mesure: 13 Electromètre àRe>10 Ω Amplification à 10° Constante de temps à 0 Voltmètre : 2VDC
RAPPOR Tableaux des résultats :U (v)0,61 0.63 0.71 (°) 20,317,01 14 α (nm) 579,38491,04 404.01 λ Couleur JauneVert Violet 1 11 (Hz) 5,18.106,11.10 7.42.10 Ѵ et λ=ksinα Ѵ=C/λ 0599traits
k
On a un réseau de diffraction à N= 600traits/mm On sait que : L=kN =>k=L/N. Avec L=1mm=> k=1670 nmC’est la Constante de diffraction. Détermination de la constante de PLANCK : Afin de déterminerla constante de Planck, on considère qu’il y a égalité entre l’énergie électrique et l’énergie lumineuse émise L’énergie électrique reçue est : E= qV élΔ 19 Avec q: la charge d’un électron ;q=1.6.10 C Et :la différence de potentiel appliquéeU. ΔV :ΔV=0 L’énergie lumineuseest : Eém= h. Ѵ ࢉ Avec : h la constante de Planck(en j.s)etࢂ=où λ est la longueur ࣅ d’onded’émission et C la célérité de lumière.Le bilan énergétique s’écrit : Eél=E. ém Soit :qU=h.Ѵ
RAPPOR
ି Ainsi:ܷ=Ѵ En valeur absolue, on écrit:ܷ=ቚ ቚѴ On trouve l’équation suivante : ܷ=ܽѴܽ:݈ܽ ݁݊ݐ݁ ݍݑ݅ ݏ݁ݎܽ ݀݁ݐ݁ݎ݉݅݉éàܽݎݐ݅ݎ ݀݁ ݈ܽ ܿݑݎܾ݁:ݎ݁݃ݎ݁ݏݏ݅݊ ݈݅݊݁ܽ݅ݎ݁. ି మ భ D’ où :ܽ=Ѵ ିѴ మ భ ିଵ (6,9−6,4)∗10 ି ି ܽ= =ࡶ ∗ .ࡿ.ࢉିଵସ (7−6,9)∗10 ିଵହ ିଵହିଵଽ ି ℎ= 5∗10∗|ݍ| = 5∗10∗1,6∗10 =ࡶૡ ∗ .ࡿି ࢎ=ૡ ∗ Conclusion: 34 L’écart à la valeur réelle de la constantede Planck h=6.62.10j.s est lié d’une part à la précision des acquisitions et d’autre part à l’approximation faite pourécrire le bilan énergétique.
