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광전 효과에 대한 실험

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by

민호 장

on 10 August 2016

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Transcript of 광전 효과에 대한 실험

광전 효과에 대한 탐구
목차
-탐구동기
-이론적배경
-실험의 목적
-가설설정
-실험방법

이론적배경-
광전효과 쉽게 이해하기
가설설정
실험 1. 빛의 진동수에 따른 광전효과

빛의 진동수에 따른 광전 효과 실험
탐구동기
31030 장 민호
어떤 왕이 있습니다. 왕은 커다란 하나의 방에 무한에 가까운 사람들을 몰아넣었습니다.
그런데 왕은 어린이(전자)들을 너무 싫어해서, 15세 이하의 어린이들은 모두 방에서 내보내어, 반지하인 감옥(금속판)에 집어넣었습니다. (우린 어른이라는?)
방에 남은 어른들은 창 밖으로 어린이들이 갇혀있는 것을 볼 수 있습니다.
어른(광원)들이 왕에게 어린이들을 내보내달라고 항의합니다.
그러자 왕은, 어린이들이 감옥의 간수에게 8천원(문턱진동수)
을 내면 내보내주겠다고 말합니다.
'어린이들에게 돈(에너지)이 있을리가 없지 않느냐'는 말에, 왕은 '어른들이 창 밖으로 돈을 던져주면 되지 않겠는가'라고 이야기합니다.
그 말을 들은 어른들은 어린이들에게 돈을 던져주기(광자의 충돌)로 합니다.

그런데 어른들이 무한에 가깝게 있는 것처럼, 어린이들도 무수히 많이 있습니다.
어린이들은 감옥에서 나가기 위해 서로 돈을 받으려고 할테죠.
그래서 한 번 돈을 받은 어린이는 다른 어린이에게 밀려 다시 돈을 받을 기회를 잡기가 어려워집니다.

결론은
한 번
밖에 돈을 못받는다는 것
이 때, 어린이들이 확실히 감옥에서 나올 수 있도록 하기 위해서는 어떻게 해야할까요?
바로, 8천원 이상의 지폐를 던져주는 겁니다.
8천원이 되지 않는, 각종 동전이나 1천원, 5천원짜리 지폐(진동수=에너지가 작은 빛)는 아무리 던져줘도 소용이 없습니다.
어린이들이 제각기 1천원, 5천원씩 가지게 되지만, 그 돈으로는 나갈 수도 없고, 돈을 받을 기회가 한 번밖에 없으니 그 돈을 모을 수도 없습니다.
그러니, 아예 처음부터 1만원, 5만원짜리 지폐(진동수=에너지가 큰 빛)를 던져주면, 그 돈을 곧바로 간수에게 지불하여 나갈 수 있게 됩니다.
광전효과 기본지식
빛의 진동수, 세기
빛의세기
빛의 진동수
더운 날 차를 타려고 가다가 그늘진 곳의 차는 먼지가 별로 없는데 햇빛이 비치는 차 위에는 먼지가 많이 쌓여있었다. 그 이유를 찾아보니 광전효과 때문이라는 것을 알게 되어 광전효과에 대하여 자세한 실험을 해보고 싶었다.
준비물
실험 2. 빛의 세기에 따른 광전효과
가설: 칼슘판에 진동수가 큰 빛을 비추면 칼슘판이 (+)전하를 띄게 되어 검전기를 벌어지게 할 것이다.

가설: (한계 진동수 이상의 진동수를 가진) 빛의 세기가 센 빛을 비출수록 튀어나오는 전자의 수가 증가하여 검전기를 더 많이 벌어지게 할 것이다.
검전기, 색깔 셀로판지 6장 (투명, 빨강, 노랑, 초록, 파랑, 보라), OHP필름 여러 장, 빛의 세기가 일정한 광원(후레쉬), 금속칼슘
빛이 얼마나 밝으냐에 따라 빛의 세기가 결정된다.
빛의 진동수란 빛이 나아가면서 1초
마다 진동하는 횟수이다. 진동수가 클수록 그 빛이 가지는 에너지가 크다고 말할 수 있다.
1. 밝기가 일정한 광원, 색 셀로판지 6장, 테이프, 검전기, 칼슘을 준비한다.
2. 실험장소 주변의 불빛을 모두 차단한다.

-주변의 불빛으로 인해 실험결과에 영향을 줄 수도 있다
어떤 금속의 표면에 문턱(한계) 진동수 이상의 빛을 비추면 즉시 금속 표면에서 전자가 튀어나오는 현상이다.
튀어나오는 전자는 빛의 세기와는 무관하며, 아무리 빛의 세기가 약하더라도 문턱진동수 이상의 빛만 비추면 전자가 튀어나온다.
광전효과란

금속에
문턱진동수
이상의 빛을 비추어 주었을 때 전자가 튀어나오는 현상을 말한다.
문턱진동수: 전자가 금속 밖으로 나오기 위한
최소한의 에너지(진동수)
금속판의 결정
가설의 변인설정
실험 1. -통제변인: 빛의 세기
-조작변인: 빛의 색(진동수)

실험 2. -통제변인: 빛의 색(진동수)
-조작변인: 빛의 세기
3. 대전되지 않은 검전기를 놓고, 검전기 주변에 칼슘을 고정시킨다. 이후 광원에 각 색깔별 셀로판지를 붙여 나트륨판에 단색광을 비춰준다.
4. 3을 반복하여 가시광선 내에서 칼슘판이 반응하는 빛의 색을 알아본다.
빛의 밝기에 따른
광전효과 실험
1. 광원, 금속칼슘, OHP필름 여러 장, 검전기를
준비한다.
3. 광원에 OHP필름을 0장,1장,2장,3장,4장까지 붙이면서 빛의 세기를 줄여나간다. 또한 빛의 세기를 줄여나가면서 검전기의 변화를 살펴본다.
2. 실험 장소 주위의 빛을 모두 차단한다.
그리고 칼슘판에 광원을 비춘다.
검전기, OHP필름 여러 장, 빛의 세기가 일정한 광원(후레쉬), 금속 칼슘
준비물
실험의 목적
빛의 진동수, 세기에 따른 방출되는 광전자의 방출정도를 알아보기 위한 실험이다.
숨겨짐ㅋ

-금속 칼슘 선택
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