127. Виртуальная лабораторная работа по физике «Определение постоянной Планка» https://efizika.ru/html5/127/index.html.
Виртуальная лаборатория также как и предыдущая, создана на основе описания реально действующей установки, установленной в МАИ. Она может быть полезна в качестве тренажёра при подготовке к выполнению лабораторной работы №127 (Анисимов В. М. и др. Лабораторные работы по физике. Ч. 2. электричество. Оптика. Атомная физика. Физика твердого тела : Лаб. практикум / Анисимов В. М., Данилова И. Н., Пронина В. С., Солохина Г. Э.; Ассоц. кафедр физики техн. ВУЗов россии ; под ред. Г. Г. Спирина. - Москва : ВВИА им. Н. Е. Жуковского, 2006 (Москва : тип. военно-воздушной акад. им. Н. Е. Жуковского). - 215 с.). Описание во вложении к посту. Для автоматизации расчетов и построения графиков в лаборатории размещено дополнительное приложение для аппроксимации функций на основе метода наименьших квадратов, доступ к которому осуществляется при нажатии кнопки «Вперёд».
Цель работы: по спектру поглощения двухромовокислого калия рассчитать значение постоянной Планка.
Приборы и принадлежности: спектроскоп, ртутная лампа, лампа накаливания, раствор двухромовокислого калия К2Сr2О7, блок питания.
127. Virtual laboratory assignments in physics "Determination of the Planck constant" https://efizika.ru/html5/127/index.html.
The purpose of the work: to calculate the value of Planck's constant from the absorption spectrum of potassium bicarbonate.
Instruments and accessories: spectroscope, mercury lamp, incandescent lamp, potassium bicarbonate solution К2Сr2О7, power supply.
Для выполнения виртуальной лабораторной работы по определению постоянной Планка через спектр поглощения двухромовокислого калия (K2Cr2O7), можно следовать следующему плану:
Оборудование и материалы
1. Спектроскоп (или программа для анализа спектра).
2. Образец двухромовокислого калия (раствор).
3. Источник света (например, лампа с непрерывным спектром).
4. Компьютер или калькулятор для расчетов.
Теоретическая основа
Постоянная Планка (h) связана с энергией фотона (E) и частотой света (ν) следующим уравнением:
E = h ⋅ ν
где:
• E — энергия фотона,
• h — постоянная Планка,
• ν — частота света.
Частота света также может быть связана с длиной волны (λ):
ν = c/λ
где:
• c — скорость света (примерно 3 × 10⁸ м/с),
• λ — длина волны.
Таким образом, можно выразить энергию фотона через длину волны:
E = (h ⋅ c)/λ
Процедура
1. Подготовка образца: Приготовьте раствор двухромовокислого калия и поместите его в кювету.
2. Съем спектра поглощения: Используя спектроскоп, проведите измерение спектра поглощения раствора. Запишите длины волн, при которых наблюдаются пики поглощения.
3. Определение энергии фотонов: Для каждой длины волны, соответствующей пику поглощения, рассчитайте энергию фотонов, используя формулу:
E = (h ⋅ c)/λ
4. Построение графика: Постройте график зависимости энергии (E) от частоты (ν). Частоту можно рассчитать по формуле:
ν = c/λ
5. Линейная регрессия: Проведите линейную регрессию для полученных данных. Уравнение прямой будет иметь вид:
E = h ⋅ ν + b
где b — свободный член, который можно считать равным нулю в идеальных условиях.
6. Определение постоянной Планка: Угловой коэффициент (k) полученной прямой будет равен постоянной Планка h .
Расчет
1. Получите значения длины волн из измерений.
2. Рассчитайте соответствующие энергии фотонов.
3. Постройте график E против ν и найдите угловой коэффициент.
Заключение
На основе полученных данных и графиков вы сможете определить значение постоянной Планка и оценить точность своих измерений. Обсудите возможные источники ошибок и отклонения в результатах.
