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Photoeffekt / Fotozelle

Akustik At 1.1

5. Aufbau

Zur Halterung der Fotozelle auf Schaltplatte ist eine optische Bank zweckmäßig. Auf ihr kann man am einfachsten die für den Versuch erforderlichen optischen Elemente einschließlich der Lichtquelle in Höhe der optischen Achse befestigen. Der in Abb. 9 dargestellte Versuchsaufbau entspricht der elektrischen Beschaltung "Bestimmung des Planckschen Wirkungsquantums nach der Direktmethode" (siehe Abschnitt 6.2).

Abb. 9

Die im allgemeinen für die Versuche erforderlichen Geräte hängen von der Aufgabenstellung ab. Wenn monochromatisches Licht benötigt wird, ist eine Lichtquelle mit geeignetem Spektrum zu verwenden. Durch spektrale Zerlegung oder mit Hilfe von Interferenzfiltern kann man das für die Versuche gewünschte Frequenzband festlegen. Die von der Lichtquelle abhängigen spektralen Energiedichten müssen genügend groß sein. Daher sind nur Lichtquellen größerer Leistungen geeignet.

Falls Interferenzfilter verwendet werden, müssen deren Durchlässigkeitsbereiche auf das Spektrum der Lichtquelle abgestimmt sein. Besonders empfohlen wird die Quecksilberdampf-Höchstdrucklampe im Gehäuse der Experimentierleuchte 3. Zum Betrieb dieser Lampe wird auf die zugehörige Bedienungsanleitung verwiesen.

Das Spektrum der Quecksilberdampf-Höchstdrucklampe besitzt mehrere für die Versuche geeignete Spektrallinien ausreichend hoher Intensität. Mit einem Satz von speziell auf dieses Spektrum abgestimmten Interferenzfiltern kann aus dem Gesamtspektrum die gewünschte Spektrallinie ausgesondert werden. Der Vorteil der Interferenzfilter gegenüber einer optischen Zerlegung mit Prismen oder Gittern besteht in einem wesentlich einfacheren Versuchsaufbau und in einem Gewinn an Lichtintensität für die Beleuchtung der Fotozelle.

Achtung:
Bei hellem Umgebungslicht ist es empfehlenswert, die Interferenzfilter möglichst nahe an das Kollimatorrohr heranzuschieben.

Um die empfindliche Katodenschicht der Fotozelle zu schonen, soll sie nur kurzzeitig während des Messvorganges beleuchtet werden. Daher wird der Einsatz eines Fotoverschlusses empfohlen.

Ausleuchtung:
Zur besseren Justierung des Versuchsaufbaus vor einer Messreihe kann man die Abdeckkappe von der Fotozelle entfernen. Nur der mittlere Teil der Katodenfläche darf beleuchtet werden. Der Durchmesser des auftreffenden Lichtbündels darf nicht mehr als 3mm betragen. Nur so kann erreicht werden, dass von der Katode zur Anode wenig Streulicht gelangt. Bei aufgesetzter Abdeckkappe muss die vordere Tubusblende des Kollimatorrohres voll ausgeleuchtet sein. Die Ausleuchtung der Fotozelle darf während einer Messreihe (z.B. bei Filterwechsel) nicht geändert werden.