Constante de Planck par l’effet photoélectrique
Relevez la tension d’arrêt V_s pour différentes fréquences de la lumière f. L’ajustement linéaire de V_s(f) a pour pente h/e, d’où h = e·pente.
Objectif
Déterminer la constante de Planck h d’après la relation d’Einstein eV_s = hf − A : la pente du graphe V_s en fonction de f vaut h/e.
Matériel
- Cellule photoélectrique (cathode)
- Source de lumière accordable
- Voltmètre de tension d’arrêt
Expérience
Théorie
Pour l’effet photoélectrique, eV_s = hf − A, où A est le travail d’extraction. Dans le plan (f, V_s) on obtient une droite de pente h/e ; la fréquence de seuil est liée à A. Dans le modèle, A ≈ 2 eV.
Mode opératoire
- Prenez des fréquences au-dessus du seuil (travail d’extraction du modèle ≈ 2 eV), afin que V_s reste positif.
- Réglez f et relevez la tension d’arrêt V_s (léger bruit).
- Recommencez pour au moins 6 fréquences, réparties uniformément au-dessus du seuil.
- Vérifiez l’ajustement linéaire de V_s(f) : la pente vaut h/e, donc h = e·pente.
- Comparez le h trouvé à la valeur tabulée et formulez la conclusion.
Conclusion
La constante de Planck trouvée s’accorde avec la valeur tabulée dans les limites de la tolérance. Principales incertitudes : bruit sur V_s, détermination du seuil et idéalisation de la relation d’Einstein.