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Photoeffekt / Fotozelle

Akustik At 1.1

7.4 Bestimmung des Planckschen Wirkungsquantums nach der Gegenfeld-Wechselstrommethode

Die Methode beruht darauf, dass das Licht der Quecksilberdampf-Höchstdrucklampe mit doppelter Netzfrequenz schwankt. Das auf die Katode der Fotozelle fallende Licht bewirkt eine Schwankung des Katodenstromes mit ebenfalls doppelter Netzfrequenz. Mit Hilfe eines Niederfrequenz-Messverstärkers kann der Katodenstrom verstärkt und angezeigt werden. An die Anode der Fotozelle wird gegenüber der Katode ein negatives, variables Potential gelegt.

Abb. 16b

Durch Verstärkung und Messung des am Widerstand R1, (s. vorherige Seite, Menüpunkt 2, Abb. 2) abfallenden stromproportionalen Spannungssignals wird für verschiedene Frequenzen f des monochromatischen Lichtes die Grenzspannung UG ermittelt. Die elektrische Schaltung entspricht wieder Abb. 14 (siehe Versuch 7.3). Als Verstärker wird hier der NF-Messverstärker eingesetzt. Die Gegenspannung kann wie in Abschnitt 7.3 mit Hilfe einer auf der Rückseite der Schaltplatte einzusetzenden 1,5-V-Batterie erzeugt werden. Die Versuchsdurchführung erfolgt analog zu Abschnitt 7.3. Es ergibt sich die in den Abb. 16a und 16b dargestellte Kurvenschar. Die Strom-Spannung-Kurvenschar zeigt mehr oder weniger stark ausgeprägte Minima. Der Stromanstieg bei größeren Spannungswerten ist auf die Elektronenemission von der Anode zurückzuführen (s. vorherige Seite, Menüpunkt 4). Die Spannungswerte, bei denen ein Stromminimum vorliegt, entsprechen den Grenzspannungen UG im Abschnitt 7.3, aus denen wie dort das Plancksche Wirkungsquantum ermittelt werden kann. Hinweis: Allein schon wegen eines gewissen unvermeidlichen Brummens ist nicht zu erwarten, dass das Stromminimum im Skalennullpunkt des Instrumentes liegt.

Abb. 16b