Constante van Planck bepalen met LED lampjes

Adinda stelde deze vraag op 17 oktober 2017 om 20:33.

Voor natuurkunde hebben we de volgende proef gedaan:
LED-lampjes van verschillende kleuren zijn om de beurt in een stroomkring geplaatst met een aanpasbare spanningsbron. Er zit een weerstand van 330Ω in de stroomkring. Vervolgens verhoog je de spanning totdat het lampje net gaat branden. De bijbehorende spanning schrijf je op.
Nu moeten we hiermee de constante van Planck bepalen. Gezien het energieverlies van het elektron gelijk is aan de energie van het foton, wordt de formule h = (e x ΔU)/f.

Ik heb van ieder lampje apart de constante van Planck berekent en hier kwamen relatief logische getallen uit (niet té ver van 6,626 x 10-34). Dit bleek echter niet de bedoeling te zijn.
We moeten eigenlijk de h bepalen door de frequentie van elke kleur (die zijn gegeven) en de spanning die erbij hoorde in een grafiek uitzetten en dan de richtingscoëfficiënt van de trendlijn gebruiken bij het berekenen van h. Als ik dit doe kom ik echter op een totaal ander antwoord uit dan wanneer ik het gemiddelde neem van de eerder berekende h's. Ik heb de lijn niet eens zelf getrokken, dat heb ik Word laten doen. Mijn grafische rekenmachine geeft dezelfde richtingscoëfficiënt.

Is dit normaal? Wat heb ik verkeerd gedaan, want ik heb wel weer dezelfde formule gebruikt: h = (e x ΔU)/f? Het is ook geen overduidelijke fout, want mijn h hierbij komt uit in dezelfde orde van grootte. Ik mis dus ook geen nullen.

Kan iemand helpen, want ik ben best een beetje wanhopig inmiddels.

Reacties

Theo de Klerk op 17 oktober 2017 om 20:44
Per lampje bereken je h via
h = (e x ΔU)/f
Dat kan ik ook schrijven als
f = (e/h) ΔU
Hierbij heb je een lineaire functie tussen f en ΔU met als richtingscoefficient (e/h).  Als je e kent is met de helling ook h te bepalen.

Daar zouden niet heel andere waarden uit mogen komen. Wel een iets beter gemiddelde omdat je de rechte lijn zo goed mogelijk door/tussen de meetpunten trekt en niet per punt de waarde van de helling berekent.
rtdsyes op 20 juni 2019 om 12:58
goedemorgen wij komen er ook niet uit like and subscribe
Jan van de Velde op 20 juni 2019 om 14:59

Adinda plaatste:

We moeten eigenlijk de h bepalen door de frequentie van elke kleur (die zijn gegeven) en de spanning die erbij hoorde in een grafiek uitzetten en dan de richtingscoëfficiënt van de trendlijn gebruiken bij het berekenen van h. 

dag Alinda, rtdsyes,

hebben jullie, zoals Alinda hier lijkt te schrijven, met behulp van die richtingscoëfficiënt verder gerekend om die h te vinden:



of dacht je dat die rico rechtstreeks je waarde voor h zou gaan geven? 

groet, Jan
soum op 26 februari 2022 om 20:57
Hi alinda, ik heb dezelfde opdracht nu en ik kom er ook niet uit, hoe heb jij het opgelost?
Jaap op 26 februari 2022 om 21:06
Dag Soum,
Adinda stelde haar vraag hier ruim vier jaar geleden. Zou ze jou vraag nog zien?
Heb je de reacties van Theo en Jan al gelezen?
Wat heb je zelf al bedacht en wat is het probleem?
Groet, Jaap
soum op 26 februari 2022 om 21:48
Dag Jaap, als ik in excel mijn gegevens in een tabel en grafiek zet, met de frequentie op de verticale as en de drempelspanning op de horizontale as en met behulp van die grafiek de constante waarde van Planck bereken wijkt deze erg af van de literatuurwaarde. Mijn probleem is dus waarschijnlijk mijn grafiek. Heeft u tips?
soum op 26 februari 2022 om 21:49
Hoi Jaap, ik realiseer me nu ook dat het misschien ligt aan de e delen door de rico. Wat is de e precies?
Jaap op 26 februari 2022 om 21:56
Dag Soum,
Wil je je Excel-ding hier plaatsen als bijlage, zowel de tabel als het diagram? Zorg dat duidelijk is welke grootheid met welke eenheid in welke tabelkolom staat.
Geef hier alsjeblieft ook stap voor stap de berekening van h zoals je die hebt uitgevoerd aan de hand van het diagram.
Dan kunnen we misschien verder helpen.
Groet, Jaap
Jaap op 26 februari 2022 om 21:58
Dag Soum,
Wie zo'n experiment uitvoert, zal toch wel weten wat e voorstelt en de literatuurwaarde van e kunnen vinden? Zo niet, terug naar je practicuminstructie of leerboek.
Groet, Jaap
soum op 26 februari 2022 om 22:13
Hoi Jaap,
Dit is hoe ik het heb gedaan incl mijn excel gegevens, dit zijn de gegevens van de blauwe LED
h= deltaY / delta X  
=6,6x10^14 - 0 / 2-1
=6,6x10^14
Groetjes, Soum
soum op 26 februari 2022 om 22:14
Hoi Jaap, ja natuurlijk u heeft gelijk, het is een beetje laat.....
soum op 26 februari 2022 om 22:18
Als ik e / h (6,6x10^14) doe krijg ik, 2,42x10^-34, kan dit kloppen?
Jaap op 26 februari 2022 om 22:30
Dag Soum,
Beetje laat? e slaapt nooit…
Wil je alsjeblieft je Excel-ding als bijlage plaatsen, niet als afbeelding? Dan kan ik in de tabel de afzonderlijke meetwaarden van je vele, vele meetpunten zien en er meer over zeggen.
Bij de assen van je diagram staan geen eenheden. Mag ik die zelf verzinnen?
Bij de berekende 6,6x10^14 van 22.13 uur staat ook geen eenheid. Is dat in bitcoin of citroenen?
Daar staat 'h' bij. Is het wel de constante van Planck h die 6,6x10^14 is?
Onwetend wat er in je proef gebeurt, vraag ik me af waarom de grafiek daalt ?
Om 22.18 uur presenteer je e/h=2,42x10–34 en vraag je of dit kan kloppen. Kennelijk is het bedtijd voor jou.
Groet, Jaap

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Clara heeft dertig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Clara nu over?

Antwoord: (vul een getal in)