Bestämma Plancks konstant

Idén är att om elektronerna får en tillräckligt stor rörelseenergi när de slås loss från ena metallplattan så kan de ta sig hela vägen över till den andra metallplattan och ge utslag på amperemetern men om deras rörelseenergi är för låg så kommer den att hinna bromsas in, vända, och falla tillbaka till plattan den kom från utan att nå andra plattan och därmed ge utslag på Amperemetern. 

För att elektronen ska "orka" hela vägen måste den ha en rörelseenergi som överstiger energin associerad med spänningen (qU) mellan plattorna då detta motsvarar arbetet som elektriska fältet (E = U/d, dock ej nödvändig) utövar på laddningen. 

Praktisk så skulle man börja med hög spänning då inga elektroner orkar över och strömstyrkan således blir noll och sedan  gradvis sänka spänningen tills dess att man plötsligen får registrerad ström vilket motsvarar att de snabbaste elektronerna från fotoelektriska effekten tas sig över gapet. 

SeriousCephalopod skrev:

Idén är att om elektronerna får en tillräckligt stor rörelseenergi när de slås loss från ena metallplattan så kan de ta sig hela vägen över till den andra metallplattan och ge utslag på amperemetern men om deras rörelseenergi är för låg så kommer den att hinna bromsas in, vända, och falla tillbaka till plattan den kom från utan att nå andra plattan och därmed ge utslag på Amperemetern. 

För att elektronen ska "orka" hela vägen måste den ha en rörelseenergi som överstiger energin associerad med spänningen (qU) mellan plattorna då detta motsvarar arbetet som elektriska fältet (E = U/d, dock ej nödvändig) utövar på laddningen. 

Praktisk så skulle man börja med hög spänning då inga elektroner orkar över och strömstyrkan således blir noll och sedan  gradvis sänka spänningen tills dess att man plötsligen får registrerad ström vilket motsvarar att de snabbaste elektronerna från fotoelektriska effekten tas sig över gapet. 

Grymt förklarat, tror jag hänger med liiiiiite mer på hur man ska tackla uppgiften, även om det verkar vara en bit kvar.. . 

Om du har lust att utveckla lite till kanske jag kan lösa denna tillslut :-) 

1. Idén är att om elektronerna får en tillräckligt stor rörelseenergi när de slås loss från ena metallplattan så kan de ta sig hela vägen över till den andra metallplattan och ge utslag på amperemetern

Om de får tillräckligt med energi för att ta sig hela vägen över till den andra metallplattan, hur kan det bildas en ström då ?

Tänker att den andraplattan är ju kopplad mot minuspolen, borde inte det innebära att elektronerna repelleras istället för att "dras" mot batteriet när de nått över då elektronerna har negativ laddning?

minus-minus

2.Om deras rörelseenergi är för låg så kommer den att hinna bromsas in, vända, och falla tillbaka till plattan den kom från utan att nå andra plattan och därmed ge utslag på Amperemetern. 

Menar du här att ampermetern inte kommer ge utslag ?

Om inte, undrar jag om en ström bildas genom att det elektriska fältet "drar" elektroner från plattan som inte belyses till den belysta och vidare mot pluspolen (inkl elektronerna som lämnat den belysta plattan och fallit tillbaka) ? 

Trodde jag skulle kunna lösa den utan att begripa fullt ut vad jag höll på med, gjorde enl nedan.

Beräknar den kinetiska energin med formeln för elektrisk spänning/potential:

$E_k=E =q·U = (1,60218·{10}^{-19})·1,75 =2,803815·{10}^{-19}$

Beräknar frekvensen för fotonen med formeln för fotonenergi:

$E=hf\Rightarrow f=\frac{E}{h}= \frac{0,71eV}{6,6261·{10}^{-34}}=\frac{1,137562·{10}^{-19}J}{6,6261·{10}^{-34}}=1,716789665·{10}^{14}$

Nu trodde jag att jag skulle ha alla värden för att beräkna värdet på Plancks konstant för detta försök med formeln för fotoelektrisk effekt:

$hf=E_u+E_k \Rightarrow h=\frac{E_u+E_k}{f}=\frac{(1,137562·{10}^{-19})+(2,803815·{10}^{-19})}{1,716789665·{10}^{14}}=2,29578328·{10}^{-33}\approx \mathbf{2}\mathbf{,}\mathbf{2958}\mathbf{·}{\mathbf{10}}^{\mathbf{-}\mathbf{33}}$

Värdet på konstanten ska bli $6,436·{10}^{-33}$

1. Idén är att om elektronerna får en tillräckligt stor rörelseenergi när de slås loss från ena metallplattan så kan de ta sig hela vägen över till den andra metallplattan och ge utslag på amperemetern

Om de får tillräckligt med energi för att ta sig hela vägen över till den andra metallplattan, hur kan det bildas en ström då ?

Tänker att den andraplattan är ju kopplad mot minuspolen, borde inte det innebära att elektronerna repelleras istället för att "dras" mot batteriet när de nått över då elektronerna har negativ laddning?

Det är en bra fråga och möjligt att min kommande förklaring här lägger vikten lite fel men notera att om du överför en massa elektroner från den vänstra(+)-plattan till den högra (-)-plattan så får du något liknande en överladdad kondensator. En kondensator har trots allt en maximal laddning(sskillnad) den kan lagra given en applicerad spänning (Q = CV) men en subtil detalj är att de inte kan lagra mer än laddningsmängd än den applicerade spänningen dikterar så man skulle förvänta sig ett motflöde. Energin som driver strömmen här kommer inte från spänningskällan utan ifrån laserljuset så det finns inget skäl att förvänta sig att strömmen flödar i den riktning som ett ensamt batteri skulle vilja driva den utan här vinner ljuset dragkampen om man så vill och den resulterande strömriktningen går emot spänningskällans polarisering. 

2.Om deras rörelseenergi är för låg så kommer den att hinna bromsas in, vända, och falla tillbaka till plattan den kom från utan att nå andra plattan och därmed ge utslag på Amperemetern. 

Menar du här att ampermetern inte kommer ge utslag ?

Om inte, undrar jag om en ström bildas genom att det elektriska fältet "drar" elektroner från plattan som inte belyses till den belysta och vidare mot pluspolen (inkl elektronerna som lämnat den belysta plattan och fallit tillbaka) ? 

Meningen var lite mer grammatiskt förvriden så förstår att det var lite oklart men menar att amperemetern kommer att ge utslag om spänningen är låg nog att rörelseenergin räcker för elektronerna att ta sig hela vägen över till andra plattan. Och att amperemetern inte kommer att ge några utslag, visar ~0A, om spänningen är så pass hög att elektronerna inte kan ta sig över. Rör sig elektroner från ena plattan till andra får vi utslag, annars inte. 

Trodde jag skulle kunna lösa den utan att begripa fullt ut vad jag höll på med, gjorde enl nedan...

Du har rört till delen där du bestämmer frekvensen. Där använder du utträdesarbetet men det har ingeting med ljusets frekvens att göra då utträdesarbetet beror av metallplattan och dess temperatur medan ljuset ju har den väldefinierad frekvens innan den träffar plattan. Notera att du aldrig använde våglängdsinformationen i uppgiften. 

Du har rört till delen där du bestämmer frekvensen. Där använder du utträdesarbetet men det har ingeting med ljusets frekvens att göra då utträdesarbetet beror av metallplattan och dess temperatur medan ljuset ju har den väldefinierad frekvens innan den träffar plattan. Notera att du aldrig använde våglängdsinformationen i uppgiften. 

Insåg nu också att jag även använde mig av det definerade värdet på Plancks konstant när jag kom fram till frekvensen.

Men om jag inte kan likställa Fotonenergin med utträdesarbetet så begriper jag inte hur jag ska komma fram till vilken frekvens jag ska använda mig av, har ju ett spann med med givna våglängder(och därmed frekvenser), men måste väl vara en specifik av alla dessa som har exakt den energi som behövs för att frigöra eletroner ?

Det är den kortaste våglängden i spektrumet som ger elektronen mest energi så det är den som jag tycker är relevant när det kommer till att bestämma om en elektron ska kunna ta sig över spänningsgapet. 

SeriousCephalopod skrev:

Det är den kortaste våglängden i spektrumet som ger elektronen mest energi så det är den som jag tycker är relevant när det kommer till att bestämma om en elektron ska kunna ta sig över spänningsgapet. 

Det har du såklart rätt i, tack så mycket för all hjälp.

Väldigt pedagogiskt förklarat!