Versuch 81

Wir untersuchen den äußeren Photoeffekt und bestimmen das Plancksche Wirkungsquantum.

Versuchsaufbau

Versuchsaufbau mit Leuchtdioden und Photozelle auf dem Steckbrett, zwei Netzgeräten, zwei Digitalmultimetern und (nur für Physiker*) dem USB-Spektrometer mit Lichtleiter und Laptop.

Schematischer Versuchsaufbau mit Schaltplan für Voltmeter und Amperemeter.

Steckbrett und Digitalmultimeter sollten bekannt sein:

🔗 https://omnibus.uni-freiburg.de/~phypra/ap/45/#Steckbrett

🔗 https://omnibus.uni-freiburg.de/~phypra/ap/44/#Digitalmultimeter

Leuchtdioden

Wir haben Leuchtdioden (light emitting diodes, LEDs) mit verschiedenen Farben von Ultraviolett bis Infrarot, hier mit Zentralwellenlängen von etwa 430 nm, 520 nm, 660 nm (mit Gehäuse) und 735 nm (ohne Gehäuse). Die Leuchtdioden sind für eine Leistung von maximal 3 W ausgelegt, sie können dabei heiß werden.

Unsere Augen sind besonders empfindlich für grünes und gelbes Licht (etwa 500-600 nm). An den Rändern des sichtbaren Spektrums sinkt die Empfindlichkeit drastisch. Ähnliche Helligkeiten bei verschiedenen Farben bedeuten also nicht unbedingt auch ähnliche Intensitäten.

🔗 https://de.wikipedia.org/wiki/V-Lambda-Kurve

Photozelle

Die Hamamatsu R727 Photozellen sind in einem zum Steckbrett kompatiblen Gehäuse eingebaut, mit Anschlüssen zur Photokathode (⌀ 15 mm) und zur Anode.

📄 Hamamatsu Phototubes.pdf

Netzgeräte

Das Netzgerät für die Gegenspannung liefert 0...3 V oder 0...10 V und maximal 200 mA DC.

Das Netzgerät für die Leuchtdioden liefert 0...20 V und maximal 500 mA DC.

⚠ Die Leuchtdioden leiden unter einem Dauerbetrieb bei hoher Leistung, deshalb sollten Ströme >200 mA nur kurzzeitig verwendet werden.

USB-Spektrometer

Wir verwenden das aus Versuch 78 bekannte Gitterspektrometer Ocean Optics Red Tide USB650.

Es gibt nur ein Spektrometer in Raum EG-8, rechts beim Notausgang.

🔗 https://omnibus.uni-freiburg.de/~phypra/ap/78/#USB-Spektrometer