Fotoelektrisk effekt (gy)

Förhållandet mellan fotonens energi och ljusets frekvens mäts

Möt den fotoelektriska effekten och den tolkning av den som gav Einstein nobelpriset 1921. Vi berör frågan; vad är ljus, är det partiklar? Ljus från en kvicksilverlampa delas upp i ett gitter så att vi kan släppa in olika våglängder i en fotocell. Genom att mäta stoppspänningen för olika våglängder kan Plancks konstant beräknas.

Plats

Vetenskapens Hus

Målgrupp
gymnasiet, Fysik 2.
Tid
90 min
Gruppstorlek
16
Kontakt
fysik@vetenskapenshus.se

Teori och laboration

Vi diskuterar två hypoteser om ljuset och ser hur vi kan testa dem i praktiken. Efter att i ett experiment falsifierat den ena hypotesen, så diskuterar vi hur vi kan mäta energin hos fotoner med hjälp av fotoelektrisk effekt. Därmed kan vi ta reda på Plancks konstant som är förhållandet mellan fotonens energi och ljusets frekvens. Eleverna utför två experiment. I det första undersöker de om energin hos elektroner utslagna från en belyst metallyta beror på ljusets intensitet. Därefter diskuteras resultaten gemensamt och en ny teori presenteras: elektronernas energi beror på ljusets färg, dvs frekvens. Detta testas genom att mäta stoppspänningen över en fotodiod för olika färger och då kan Plancks konstant dessutom beräknas. Laborationen är bra för att förklara ljusets partikelnatur, den ger en inblick i kvantmekaniken och låter eleverna öva sig i att laborera.

Anknytning till ämnesplan

Våg- och partikelbeskrivning av elektromagnetisk strålning. Fotoelektriska effekten och fotonbegreppet. Det experimentella arbetets betydelse för att testa, omvärdera och revidera hypoteser, teorier och modeller. Bearbetning och utvärdering av data och resultat med hjälp av regressionsanalys, analys av grafer, enhetsanalys och storleksuppskattningar.

Inför besöket

Inför besöket bör eleverna ha kännedom om elektriska fält, sambandet mellan elektroners rörelseenergi och elektrisk energi. Det passar bra att kombinera denna aktivitet med skolprogrammet Elektrondiffraktion för gruppens andra halva.

Välkommen att boka besök!