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Utilisation
F
4
Principe de la détermination de h
Notions de base:
Si la photocathode de la cellule photo-électrique est éclairée
avec suffisamment de lumière à ondes courtes, des électrons
peuvent alors être libérés de celle-ci. L'énergie des photons est
utilisée pour surmonter le travail d'extraction W . L'énergie ex-
cédente devient l'énergie cinétique des électrons. On a donc:
m
⋅ =
⋅
2
+
h v
v
W
2
Il faut ici considérer le fait que le travail d'extraction W est une
constante du matériau dans laquelle interviennent les divers
potentiels d'extraction de la cathode et de l'anode. Notamment
le potentiel d'extraction de la cathode est ici une grandeur diffi-
cilement évaluable étant donné que, à cause du processus de
fabrication, la surface de la cathode n'est pas homogène. Elle
se compose d'un mélange de potassium, d'oxyde de potassium
et d'argent oxydé. Il faut donc veiller à ce que lors de l'éclairage
de la cathode avec de la lumière de longueur d'onde différente,
ce soit toujours la même zone d'éclairée.
Si on applique une contre-tension U entre la cathode et l'anode,
un courant circule alors tant que:
m
⋅
2
< ⋅
v
e U
2
Dès que la contre-tension est si élevée qu'aucun électron ne
peut aller à son encontre, plus aucun courant ne circule. Pour la
valeur limite
1
m
=
⋅
⋅
2
U
v
0
e
2
on a
1
=
⋅
⋅ −
ν
U
(
h
W
)
0
e
Si on rapporte cette valeur en fonction de la fréquence ν, on
obtient alors la constante de Planck h à partir de la pente de la
droite pour une charge élémentaire e connue.
K
A
nA
U
0
− Utiliser des sources de lumière monochromatique appro-
priées.
− Procéder au câblage électrique approprié de la cellule pho-
to-électrique (voir aussi modes d'emploi de la douille pour
cellule photo-électrique (558 791) et du dispositif compact
pour la détermination de h (558 79).
− Veiller à ce que ni l'anode circulaire, ni le fil de raccordement
de la photocathode ne soit touché par le faisceau lumineux.
− Au changement de longueur d'onde, s'assurer que ce soit
toujours le même endroit de la photocathode qui soit éclairé.
N.B.: Le recouvrement de la photocathode peut être locale-
ment inhomogène et le travail de libération pour les photoélec-
V
trons peut en conséquence varier localement. Cela risque
éventuellement de fausser les résultats des mesures si le spot
lumineux sur la photocathode est modifié en cas de change-
ment de la longueur d'onde. Cet état de fait est pris en compte
de manière constructive par des diaphragmes appropriés
avec la douille pour cellule photo-électrique (558 791) et le
dispositif compact pour la détermination de h (558 79).
Exemple de mesure:
U
V
1
0
Couleur
jaune
vert
bleu
violet
Pente de la droite:
Avec e = 1,602 ⋅ 10
Valeur littéraire: h = 6,626 ⋅ 10
N.B.: Les valeurs mesurées indiquées dans le tableau pour
les tensions U
électrique à l'autre, voire même suivant la zone éclairée de la
photocathode. En revanche, les différences de potentiel sont
reproductibles dans le cadre de la précision de mesure tolé-
rée.
Mode d'emploi 558 77
0,2
0,4
λ
ν
nm
THz
578
0,519
546
0,549
436
0,688
405
0,741
∆
U
V
−
0
=
⋅
15
3 8 10
,
∆
ν
Hz
-19
C, on obtient h = 6,1 ⋅ 10
-34
Js
peuvent nettement varier d'une cellule photo-
0
0,6
0,8
ν
THz
U
0
V
0,59
0,70
1,23
1,40
-34
Js
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