Il “quanto d’azione” di Planck e l’effetto fotoelettrico esterno

Principio

L’effetto fotoelettrico è un esperimento chiave nello sviluppo della fisica moderna. La luce bianca proveniente da una lampada a filamento viene filtrata da uno spettrometro a reticolo e illumina una fotocellula. L’energia massima degli elettroni espulsi dipende solo dalla frequenza della luce incidente ed è indipendente dalla sua intensità. Questa legge sembra essere in contraddizione con la teoria ondulatoria elettromagnetica della luce, ma diventa comprensibile nel quadro della teoria corpuscolare della luce. La tensione di arresto U a diverse frequenze luminose viene determinata dalle caratteristiche I /U della fotocellula e tracciata sulla corrispondente frequenza luminosa f . Il quanto d’azione di Plancks viene quindi determinato da questo grafico.

Vantaggi

• Scopri l’essenza del Premio Nobel: Planck (1918)
• Utilizzando la fotocellula il “quanto d’azione” di Planck può essere misurato in poche ore
• Configurazione modulare con fotocellula su banco ottico e reticolo diverso per produrre luce monocromatica
• Facile determinazione di h

Attivita’ proposte

1. Calcolare la frequenza della luce f in funzione dell’angolo dello spettrometro
2. Determinare sperimentalmente la tensione di arresto U per diverse frequenze luminose e tracciarla sulla frequenza luminosa f
3. Calcolare la costante di Plancks dalla dipendenza della tensione di arresto U dalla frequenza della luce f

Obiettivi formativi

• Energia fotonica
• Assorbimento dei fotoni
• Effetto foto esterna
• Funzione lavorativa
• Fotocellula
• Teoria quantistica
• Costante di Plancks
• Spettrometro a reticolo