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Plancksche Wirkungsquantum und Austrittsarbeit
 
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Ricky



Anmeldungsdatum: 16.01.2009
Beiträge: 1000

Beitrag Ricky Verfasst am: 16. Dez 2009 18:32    Titel: Plancksche Wirkungsquantum und Austrittsarbeit Antworten mit Zitat

Hallöchen,

ich habe folgende Aufgabe :

Ermitteln sie das Plancksche Wirkungsquantum , indem sie in einem Diagramm die kinetische Energie als Funktion der Frequenz auftragen.
Bestimmen sie auch die Austrittsarbeit in diesem Experiment.



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Ricky



Anmeldungsdatum: 16.01.2009
Beiträge: 1000

Beitrag Ricky Verfasst am: 16. Dez 2009 18:36    Titel: Antworten mit Zitat

nun habe ich zunächst eine neue Tabelle gemacht und zwar folgende :


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Ricky



Anmeldungsdatum: 16.01.2009
Beiträge: 1000

Beitrag Ricky Verfasst am: 16. Dez 2009 18:39    Titel: Antworten mit Zitat

dann habe ich mit dieser tabelle ein diagramm gezeichnet und

die Steigung also das Plancksche Wirkungsquantum bestimmt.

für h habe ich dann raus bekommen :

h = 6,6 *10 ^-34

um nun die Austrittsarbeit zu berechnen habe ich dann einfach den

y-achsenabschnitt berechnet indem ich den Punkt P (6,88*10^14/1,31*10^-19) in f(x)=6,6*10^-34*f+n eingesetzt habe.

raus bekommen habe ich dann -3,25*10^-19.

meine lehrerin hat mir dies jedoch angestrichen und geschrieben, dass

ich den mittelwert hätte nehmen müssen und ,dass die austrittsarbeit

dann -2,2*10^-19 wäre. das verstehe ich jedoch nicht. weiss jemand

was sie damit meint...? Hilfe
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 14183

Beitrag TomS Verfasst am: 16. Dez 2009 18:59    Titel: Antworten mit Zitat

also ohne dein Diagramm ist das schwer
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
Ricky



Anmeldungsdatum: 16.01.2009
Beiträge: 1000

Beitrag Ricky Verfasst am: 16. Dez 2009 19:18    Titel: Antworten mit Zitat

ok. so in etwas ist mein diagramm.


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Schüler



Anmeldungsdatum: 05.05.2006
Beiträge: 175

Beitrag Schüler Verfasst am: 16. Dez 2009 19:37    Titel: Antworten mit Zitat

du musst den schnittpunkt der regressionsgeraden mit der y-achse bestimmen und nicht eine gerade betrachten, die durch einen Einzelmesswert verläuft und die steigung h hat. Nach deiner Methode hast du halt nur einen Messwert berücksichtigt, der resuktierende fehler ist aber kleiner wenn du alle messwerte mit einbeziehst und das beinhaltet die regressionsgerade. Nimm doch einfach den schnittpunkt der geraden im diagramm aus deinem Anhang. Dabei handelt es sich offenbar um die regressionsgerade.


Noch eine Anmerkung:
Es wird bei diesem Versuch aus irgendeinem Grund immer verschwiegen, dass sich eine Kontaktspannung aufbaut, die bewirkt, dass man nicht die austrittsarbeit vom Kathodenmaterial (was offensichtlich erscheint, aber ein irrtum ist), sondern vom Anodenmaterial bestimmt. Außerdem halte ich den Versuch generell für ungeeignet um Austrittsarbeiten zu bestimmen, da er wegen diversen faktoren zu ungenaue Werte liefert.
Ricky



Anmeldungsdatum: 16.01.2009
Beiträge: 1000

Beitrag Ricky Verfasst am: 16. Dez 2009 20:06    Titel: Antworten mit Zitat

vielen dank für deine antwort.

nur verstehe ich leider immer noch nicht, was ich falsch gemacht habe..

ich weiss auch nicht was eine regressionsgerade ist... Hilfe
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 14183

Beitrag TomS Verfasst am: 16. Dez 2009 23:01    Titel: Antworten mit Zitat

Eine Regressionsgerade ist ganz einfach zu erklären; die exakte Bestimmung mag etwas schwierig sein, kann aber mittels Excel, Taschenrechner o.ä. gelöst werden.

Nimm an, du hast eine "Wolke" von Messpunkten, die grob - aber eben nicht exakt - auf einer Gerade liegen.

Nun legst du eine Gerade so durch diese Wolke, bestimmst den Abstand aller Punkte von dieser Gerade und summierst die Abstände aller Punkte. Die Regressionsgerade ist genau die Gerade, für die diese Summe der Abstände minimal wird, d.h. es handelt sich um die "beste" Gerade.

Für diese "beste" Gerade



bestimmst du die Parameter und

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dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 17. Dez 2009 03:35    Titel: Antworten mit Zitat

Das Einzeichnen einer Regressionsgerade von Hand ist meistens sogar der einfachste Weg, der gar keine Rechnung erfordert. In dein Diagramm aus Messpunkten legst du dann einfach nach Augenmaß eine Gerade so durch, dass sie für dich am besten zu allen Messpunkten passt.

Das Resultat dieser einfachen grafischen Bestimmung einer Regressionsgeraden (auch Ausgleichsgerade genannt) ist in sehr vielen praktischen Fällen schon völlig ausreichend, um an der so eingezeichneten Geraden die benötigten Größen mit ausreichend guter Genauigkeit ablesen zu können.
Ricky



Anmeldungsdatum: 16.01.2009
Beiträge: 1000

Beitrag Ricky Verfasst am: 17. Dez 2009 06:49    Titel: Antworten mit Zitat

ok vielen dank.

Aber meine Lehrerin meinte ja, dass ich den durschnitt aus den werten

hätte nehmen müssen um h zu berechnen und um auf eine austrittsarbeit

von -2,2*10^-19 J zu kommen. Kann mir dabei jemand helfen...? Hilfe
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 14183

Beitrag TomS Verfasst am: 17. Dez 2009 07:23    Titel: Antworten mit Zitat

Da ich deine Zeichnung (kannst du die nicht einscannen) nicht kenne, kann ich das nicht soicher beurteilen.

Aber ich bin mir sicher, dass der Weg über die Regressionsgerade der richtige ist.

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Ricky



Anmeldungsdatum: 16.01.2009
Beiträge: 1000

Beitrag Ricky Verfasst am: 17. Dez 2009 15:12    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Da ich deine Zeichnung nicht kenne, kann ich das nicht soicher beurteilen.


wieso kennst du meine zeichnung nicht... grübelnd

ich habe doch eine gemacht und hier angehängt....
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 17. Dez 2009 16:39    Titel: Antworten mit Zitat

In dem Diagramm, das du oben gezeigt hast, kann ich die Messpunkte nicht erkennen. Ohne die eingezeichneten Messpunkte in so einem Diagramm können wir natürlich auch nicht so leicht raten, wie du auf deine Ausgleichsgerade gekommen bist und ob diese Ausgleichsgerade so schon Sinn macht.

Magst du mal ein Diagramm zeichnen und hier zeigen, in das du sowohl alle Messpunkte als auch deine zugehörige Ausgleichgerade, die du dann zum Ablesen und Weiterrechnen genommen hast, gut erkennbar eingezeichnet hast?
Ricky



Anmeldungsdatum: 16.01.2009
Beiträge: 1000

Beitrag Ricky Verfasst am: 17. Dez 2009 18:38    Titel: Antworten mit Zitat

so nun sind die punkte eingezeichnet und die gerade dadurch

als ausgleichsgerade.



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dermarkus
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Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 17. Dez 2009 21:26    Titel: Antworten mit Zitat

Prima, das sieht nun schon einigermaßen nach einer Ausgleichgerade aus smile

zwei Anmerkungen habe ich noch dazu:

1) Wenn ich diese Messpunkte sehe, dann würde ich meine Ausgleichsgerade so durchlegen, dass sie ein bisschen steiler ist. Denn bei deiner Geraden liegen die beiden Punkte rechts bisher noch drüber und die beiden Punkte links noch unter der Geraden, so dass eine steilere Gerade noch besser zu den Messpunkten passen würde.

(Den Schnittpunkt mit der y-Achse sollst du ja aus der Ausgleichsgerade bestimmen, und nicht den Wert von deiner Lehrerin verwenden, um deine Ausgleichsgerade zu zeichnen.)

2) Hast du diese experimentelle Messung selbst gemacht? Wenn ja, kannst du dann sagen und abschätzen, wie genau du die Werte ablesen konntest, aus denen du die Werte für das Energie-Frequenz-Diagramm ausgerechnet hast? Dann könntest du nämlich Fehlerbalken an deine Messpunkte malen und sehen, welche Ausgleichsgeraden (mit maximaler und mit minimaler Steigung) da gerade noch in die Fehlerbalken aller Messpunkte reinpassen. Und damit könntest du dann auch einen Wertebereich für die Ergebnisse für h und für die Austrittsarbeit angeben, nämlich die Werte zwischen dem Ergebnis, das du für die steilste passende Ausgleichsgerade bekommst, und dem Ergebnis, das du für die flachste passende Ausgleichsgerade bekommst smile
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