Instrucciones de servicio 558 77 Célula fotoeléctrica (558 77)
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1. Al cambiar la longitud de onda procurar que siempre sea ilu minado el mismo lugar sobre el fotoc todo Nota El recubrimiento del fotoc todo puede ser no homo g neo localmente y por esta raz n el trabajo de liberaci n para los fotoelectrones puede variar de un lugar a otro Esto puede conducir a resultados err neos sobre todo cuando la mancha de luz sobre el fotoc todo al cambiar la longitud de onda Esta circunstancia ha sido considerada en la construc ci n en la Montura para c lula fotoel ctrica 558 791 y en el Equipo compacto para la determinaci n de la constante de Planck h 558 79 mediante los diafragmas respectivos Ejemplo de medici n u A V qu ol 04 hs gt 0 2 0 4 0 6 0 8 gt THZ A v Uo opor nm THz V amarillo 578 0 519 0 59 verde 546 0 549 0 70 azul 436 0 688 1 23 violeta 405 0 741 1 40 Pendiente 44 38 107 2A AV Hz Con e 1 602 10 C se obtiene h 6 1 10 Js Valor de la literatura h 6 626 10 Js Nota Los valores medidos indicados en la tabla para las ten siones Uo pueden variar fuertemente de c lula fotoel ctrica a c lula fotoel ctrica incluso dependiendo de la zona iluminada sobre el fotoc todo Las diferencias de las tensiones son por el contrario reproducibles dentro del error de medici n Instrucciones de servicio 558 77 P gina 3 3 5 Calentamiento del nodo anular En c lulas fotoel ctricas muy2. y proteger a ste de la irradiaci n solar directa e Observar las instrucciones de servicio antes de calentar el nodo anular 1 LEYBOLD LEYBOLD DIDACTIC GmbH Instrucciones de servicio 558 77 C lula fotoel ctrica 558 77 Fotoc todo o A O N gt Anodo anular 2 Datos t cnicos Fotoc todo Material Dimensiones Contactos Anodo anular Material Dimensiones Contactos Resistencia Datos generales Fotocorriente t pica Dimensiones Peso Portal mpara E14 para la conexi n del nodo anular Bulbo de vidrio evacuado Cubierta de lat n para la conexi n del fotoc todo Potasio sobre capa oxidada de plata 40 mm Cubierta cil ndrica de lat n 10 mm Aleaci n de platino rodio 30 mm dos polos sobre portal mpara E14 para el calentamiento del anillo 1 2 Q 0 1 1 uA al irradiar con luz no filtrada de la l mpara de Hg 11 cm x 4 cm x 2 5 cm 20g P gina 2 3 Instrucciones de servicio 558 77 3 Uso 4 Principio de la determinaci n de h Principios Si el fotoc todo de la c lula fotoel ctrica es iluminado con sufi ciente luz de onda corta entonces se liberar n electrones La energ a de los fotones es convertida para remontar el trabajo de liberaci n W La energ a sobrante se transforma en energ a cin tica de los electrones Se cumple hv 2 12 w 2 Aqu se debe tener en cuenta que el trabajo de liberaci n W
3. es una constante del material en los que los diferentes potencia les de salida del c todo y nodo son considerados En particu lar el potencial de salida del c todo es una magnitud dif cil de estimar ya que la superficie del c todo no es homog nea debi do al proceso de fabricaci n Esta se compone de una mezcla de potasio xido de potasio plata oxidada Por esta raz n se debe procurar que se ilumine la misma zona al irradiar el c to do con luz de diferente longitud de onda Si ahora entre el c todo y el nodo se aplica una contratensi n U entonces fluye una corriente y se cumple que 2 ee m v 2 Tan pronto como la contratensi n sea tan alta que ning n elec tr n pueda marchar contra ella no fluir m s corriente Para el valor l mite Un 1 mM 2 e 2 es v lido Yo 2 h v W e Si representamos este par metro en funci n de la frecuencia v de la pendiente de las rectas y suponiendo conocido el valor de la carga elemental e se obtiene la constante de Planck h Emplear fuentes de luz monocrom tica apropiadas Realizar la conexi n el ctrica de la c lula fotoel ctrica apro piadamente v ase tambi n las instrucciones de servicio sobre la Montura para c lula fotoel ctrica 558 791 o sobre el Equipo compacto para la determinaci n de la constante de Planck h 558 79 Procurar que el haz de luz no incida sobre el nodo anular ni sobre el alambre de conexi n del fotoc todo
4. irradia la misma superficie Utilizar un diafragma para la incidencia de luz en la c lula fotoel ctrica en 558 79 y 558 791 est incluido El nodo est siendo ilumina do directamente Los electro nes son liberados y contribuy en a una corriente inversa Utilizar un diafragma para la incidencia de luz en la c lula fotoel ctrica en 558 79 y 558 791 est incluido Intensidades de luz grandes causan reflejos sobre el nodo anular Seleccione una intensidad de luz no tan alta para atenuarla utilice por ej un diafragma de iris como filtro espacial o polarizadores cruzados Se ha depositado potasio sob re el nodo El trabajo de sali da de los electrones es extre madamente peque o y las corrientes inversas son muy altas S lo cuando ninguna de las medidas mencionadas anteriormente no dan resultado Calentar el nodo evaporar el potasio para LEYBOLD DIDACTIC GMBH Leyboldstrasse 1 D 50354 H rth Phone 02233 604 0 Telefax 02233 604 222 e mail info leybold didactic de Printed in the Federal Republic of Germany by Leybold Didactic GmbH Technical alterations reserved
5. Comercializaci n de productos Ense anza cient fica Educaci n y capacitaci n t cnica 04 99 Pr 1 Descripci n La c lula fotoel ctrica sirve para la demostraci n del efecto fo toel ctrico Al irradiar el fotoc todo con luz se liberan electro nes desde el fotoc todo los cuales pueden ser detectados como fotocorriente en el nodo anular mediante un circuito apropiado Tambi n es posible mostrar que la energ a de la luz es proporcional a la frecuencia de la radiaci n y que la energ a es independiente de la intensidad de la radiaci n Al irradiar el fotoc todo con luz monocrom tica se puede determinar la con stante de Planck h El resultado de este experimento que Einstein puso en eviden cia con el principio de Planck para radiaci n del cuerpo negro pone de manifiesto la cuantizaci n de la luz Instrucciones de seguridad La fotocelda se compone de un bulbo de vidrio evacuado y se puede quebrar f cilmente e No someter a la c lula fotoel ctrica a esfuerzos mec ni cos La c lula fotoel ctrica puede da arse irreparablemente si el fotoc todo se calienta demasiado e Preservar a la c lula fotoel ctrica de calentamientos e Preservar a la c lula fotoel ctrica de irradiaciones lumino sas intensas e Conservar la c lula fotoel ctrica por ej en la Montura para c lula fotoel ctrica 558 791 o en el Equipo compacto para la determinaci n de la constante de Planck h 558 79
6. antiguas puede ser necesario ca lentar el nodo anular si han sido expuestas a temperaturas ambientes elevadas o irradiadas con altas intensidades de luz y el potasio se haya depositado sobre el nodo anular Atenci n El calentamiento solo debe realizarse si los resulta dos de la medici n no pueden ser mejorados mediante otra condici n ya que los tomos de potasio evaporados desde el nodo pueden haberse depositado en toda la c lula fotoel ctri ca En particular si se manipula incorrectamente la capa de po tasio del fotoc todo puede ser sobrecalentada y se libera m s potasio deposit ndose eventualmente en toda la c lula foto el ctrica Esto puede da ar irreparablemente a la c lula foto el ctrica Realizar el montaje el ctrico de acuerdo con la figura Aplicar la contratensi n Uo de 1 a 2 V entre nodo y c todo Poner en funcionamiento el amplificador de medici n para la medici n de la fotocorriente Aplicar la tensi n de calentamiento para el nodo 2 V aprox 1 0 1 2 A y observar al mismo tiempo la indicaci n de la foto corriente Tan pronto la fotocorriente cambie de signo despu s de aprox 1 a 2 s El cambio de signo es el mejor criterio de que el ca lentamiento es suficiente Desconectar la tensi n de calentamiento Por ning n motivo calentar por m s tiempo o trabajar m s tiempo con corrientes menores de calentamiento 6 B squeda de fallas Proble
7. ma Los valores medidos para la contratensi n Ub fluc t an demasiado y no son reproducibles Causa Medidas a tomar Las fotocorrientes son muy peque as por ello las distor siones son demasiado pro nunciadas La puesta a tierra no ha sido hecha con cuidado Poner a tierra el montaje en conexi n en estrella No generar bucles cerrados de tierra que puedan hacer las veces de antenas Poner a tierra la carcasa de la c lula fotoel ctrica Poner a tierra el blindaje del cable coaxial para la medici n de corriente Eventualm poner a tierra el banco ptico Eventualm utlizar un asidero de puesta a tierra Problema Los valores medidos para la contratensi n Up son estables sin embargo las diferencias de tensi n son demasia do peque as Causa Medidas a tomar El aislamiento de la c lula fo toel ctrica falla Mantener limpios la c lula fotoel ctrica y en especial el bulbo de vidrio Limpiar eventualm la c lula fotoel ctrica con alcohol Los contactos oxidados crean resistencias de transici n Mantener limpios los contactos en caso dado limpiar cuidadosamente por ej con alcohol o con una goma de borrar la suciedad impregnada y luego con alcohol La superficie del c todo no es homog nea en su recubrimi ento de potasio que repercute en el trabajo de salida De spu s de un cambio de la lon gitud de onda no se
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