Bepaling grootte constante van Planck met behulp van

Bepaling grootte constante van Planck met behulp van monochromatische LED’s Practicum: ontwikkeld op het Perimeter Institute of Theoretical Physics Bewerkt door: P. T. M. Feldbrugge In dit practicum kan met gebruikmaking van een aantal monochromatische LED’s - die licht uitstralen in een smal golflengtegebied de constante van Planck worden bepaald. In feite

Inleiding • Het foto-elektrisch effect: In het begin van de vorige eeuw ontdekte Albert Einstein het principe, dat licht in staat is om elektronen uit een metaal te laten ontsnappen. Nodig daarvoor is dat de, op het metaal vallende, fotonen voldoende energie N. B. Kijken in felle LED's kan tot bezitten – bij te lage oogbeschadiging leiden!

Inleiding (vervolg) • Het “omgekeerde” fotoelektrisch effect: Als over een LED voldoende spanning in de juiste richting staat (de z. g. drempel-spanning), straalt deze fotonen uit. Onder de drempelspanning straalt de LED niets uit. N. B. Kijken in felle LED's kan tot oogbeschadiging leiden!

Theorie – Hoe werkt een LED? Binnen het plastic omhulsel van een LED zijn twee soorten halfgeleiders aan elkaar gesmolten. • Halfgeleidermateriaal A bevat een aantal elektronen die vrij door A kunnen bewegen (We noemen dit Ntype halfgeleidermateriaal) • Halfgeleidermateriaal B heeft een aantal plekken vrij voor elektronen, welke plekken niet zijn opgevuld: de z. g. gaten. We noemen dit P-type halfgeleidermateriaal) N. B. Kijken in felle LED's kan tot oogbeschadiging leiden!

Theorie – Hoe werkt een LED? • In het grensgebied tussen A en B, vallen enkele elektronen vanuit A in een gat van B, waardoor hun energie afneemt • Zo ontstaat tussen A en B een grensgebied met aan de A-kant een tekort en aan de B-kant een overschot aan elektronen. Dit gebied noemen we het barrièregebied of depletielaag. N. B. Kijken in felle LED's kan tot oogbeschadiging leiden!

Theorie – Hoe werkt een LED? • De elektrische kracht tussen de negatieve rechterkant en de positieve linkerkant van dit grensgebied, verhindert nog meer elektronen van A naar B de grens over te steken. • Dat verandert pas als we tussen A en B voldoende spanning aansluiten om de elektronen in A over de zonet ontstane barrière te “tillen”. N. B. Kijken in felle LED's kan tot oogbeschadiging leiden!

Theorie – Waarom geeft de LED licht? N. B. Kijken in felle LED's kan tot oogbeschadiging leiden!

Het experiment • De opstelling: klik hier • Observaties en metingen: klik hier N. B. Kijken in felle LED's kan tot oogbeschadiging leiden!

Lijst van benodigdheden • Controleer of alle benodigdheden aanwezig zijn: • 6 LEDjes: rood, amber, geel, groen, blauw (2 x) • Schakelbordje • Spanningsbron (6 V =) • 1 potentiometer (1 kΩ) • 6 weerstanden (330 Ω) • Voltmeter met lichtgevend display • aansluitdraden N. B. Kijken in felle LED's kan tot oogbeschadiging leiden!

Het maken van de opstelling • De aansluitingen moeten precies volgens het schema hiernaast worden gelegd. Denk hierbij om, dat + (lange poot) en – (korte poot) correct zijn aangesloten. De LED’s kunnen anders onherstelbaar worden beschadigd N. B. Kijken in felle LED's kan tot oogbeschadiging leiden!

Aanwijzingen voor observaties en metingen: Observaties: -Doe de metingen in een donkere kamer voor zo nauwkeurig mogelijke bepalingen -De spannin waarop een ledje zeer zwak licht begint uit te stralen is essentieel voor de metingen • Verwerken van de metingen: N. B. Kijken in felle LED's kan tot oogbeschadiging leiden!

Observaties en metingen: Observaties: -Draai de potentiometer langzaam van 0 naar 6 volt Beschrijf, wat je ziet op het werkblad (opdracht 1 ) • Verwerken van de en verklaar dat. metingen: -Opdracht 2: Zet elk ledje (apart!) op de juiste wijze op het schakelbordje(denk om + en - !). Bepaal vervolgens bij elk van de N. B. Kijken in felle LED's kan tot ledjes zo nauwkeurig oogbeschadiging leiden!

N. B. Kijken in felle LED's kan tot oogbeschadiging leiden!