Protokoll SE Bestimmung des Planckschen Wirkungsquantum

Protokoll
SE Bestimmung des Planckschen Wirkungsquantum
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Aufgaben:
1.
Bestimmung der Größenordnung des Planckschen Wirkungsquantums mit Hilfe
von LED!
2.
Vergleich des Ergebnisses mit dem Tabellenwert!
Vorbereitung:
1. Erklären Sie Aufbau und Wirkungsweise einer
LED auch m. H. der Abbildungen
Bild 1: pn-Übergang in Sperrrichtung (a) und
in Durchlassrichtung (b)
© Bibliographisches Institut & F. A. Brockhaus AG Mannheim
und paetec Gesellschaft für Bildung und Technik mbH Berlin.
Alle Rechte vorbehalten. www.schuelerlexikon.de
Bild 2: Leuchtdiode (Flächenstrahler) aus Galliumarsenid
© Bibliographisches Institut & F. A. Brockhaus AG Mannheim und paetec
Gesellschaft für Bildung und Technik mbH Berlin. Alle Rechte vorbehalten.
www.schuelerlexikon.de
Bild 3 (Quelle: Oberstufe Physik , Verlag Cornelsen Volk und Wissen, Berlin 2008
2. Schaltplan zur Messung der I(U)-Kennlinie / Flussspannung
Vorwiderstand (in Ω)
Flussspannung Uf
regelbarer Widerstand (in Ω)
3. Herleitung
Leiten Sie aus der Gleichung
die Gleichung  h 
eU
f
E kinPhoton  e  U f
her!
↔ jedes Elektron nimmt diese Energie auf und gibt diese in der Grenzschicht in Form
eines Photons wieder ab.
Durchführung:
1. Bestimmen Sie die I(U)- Kennlinie einer roten LED mit Hilfe der angegebenen
Schaltung! (Maximalspannung beachten!)
2. Bestimmen Sie mit einem optischen Gitter bekannter Gitterkonstante b die
Wellenlänge 𝜆 des Lichtes, dass von einer grünen, gelben und roten LED ausgesandt
wird!
3. Ermitteln Sie für die vorgegebenen LED die Spannung U, bei denen sie zu leuchten
beginnen. Stellen Sie diese Messwerte grafisch dar und berechnen Sie daraus das
Plancksche Wirkungsquantum.
Messwerte :
I-U-Kennlinie: Achtung! Beachten Sie die maximal mögliche Spannung einer LED!
 Uf = ………….V
U in V
I in mA
Wellenlänge des Lichts:
Gleichung:  
s b
e
s..... Abstand der Maxima 1. Ordnung
b..... Gitterkonstante = ….-1 mm (auf dem Gitter ablesen)
e..... Abstand Gitter –Schirm
Farbe
Farbe
Auswertung:
s in mm
U in V
 in nm
e in cm
 in nm
f in 1014 Hz
f in 1014 Hz