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Möglichkeiten zur experimentellen Bestimmung von h

Hier eine kurze Übersicht über die verschiedenen Möglichkeiten der experimentellen Bestimmung von h mit Literaturhinweisen:

  • Gegenfeldmethode
    Bei dieser (im Lehrtext beschriebenen) Methode können Schwierigkeiten beim Nachweis des Photostroms wegen dessen geringer Stärke und der geringen Lichtintensität des auf die Kathode fallenden Lichts auftreten. Auf Fehlerquellen und Verbesserungen der Gegenfeldmethode weist Fritz Langensiepen in seinem Aufsatz hin: "Ein verbessertes Verfahren zur Bestimmung des Planckschen Wirkungsquantums mit in der Schule vorhandenen Mitteln", in: Praxis der Naturwissenschaften-Physik 30 (1981)11, S. 321-328.

  • Kondensator- oder Auflademethode
    In diesem Messverfahren erzeugt der Photostrom der Vakuum-Photozelle die Gegenspannung durch das Aufladen eines Kondensators selbst. Dabei müssen die Anschlüsse des Kondensators mit der Anode bzw. der Kathode der Photozelle verbunden werden. Der Kondensator wird bis zu der Spannung, die der Maximalenergie eines Photoelektrons entspricht, aufgeladen. Mit dem Messen oder Schätzen der Lichtfrequenz kann über die Gleichung e·ΔU = h·Δf das Plancksche Wirkungsquantum berechnet werden.
    Nähere Informationen können folgenden Aufsätzen entnommen werden:
    - Fiebich, R., Hartung, G.: Demonstrationsversuch zur Bestimmung des Planckschen Wirkungsquantums mit einfachen schulischen Mitteln, in: Physik in der Schule 33(1995) 11, S.407 und
    - Wilke, H-J., Patzi, W., Tronicke, G.: Bestimmung des Planckschen Wirkungsquantums mittels Leuchtdioden, in: Physik in der Schule 35(1997) 10, S. 344-347.

  • Absorption von Licht in Kaliumdichromatlösung
    Licht kann beim Durchgang durch ein Medium absorbiert werden, wenn es Atome oder Moleküle in einen angeregten Zustand versetzt. Wegen der Quantisierung der Energieniveaus können nur Photonen einer bestimmten Energie bzw. eines Energiebereichs (Bänder) absorbiert werden. Bei einer Kaliumdichromatlösung kann die Reaktionsenergie experimentell bestimmt werden. Aus der Wellenlänge der Absorbtionskante kann dann für h eine Gleichung berechnet werden.
    Genaueres erfahren Sie in dem Artikel "Das Plancksche Wirkungsquantum - einmal anders bestimmt" von Strahlke, W. und Siemon, H. in: Physik in der Schule 35(1997) 10, S. 348-350.
  • Kennlinien von Leuchtdioden
    Stehen Leuchtdioden verschiedener Farben zur Verfügung, kann h auch über deren Kennlinien bestimmt werden. Die Durchlassspannung UD der Leuchtdiode hängt von deren Farbe ab. Bestimmt man von verschiedenen Leuchtdioden die Durchlassspannung sowie die höchste emittierte Frequenz f, dann ist der Quotient UD/f nahezu konstant, nämlich UD/f = h/e.
    Nähere Informationen können folgenden Aufsätzen entnommen werden:
    - Pitka, R. : Bestimmung von h/e mit Leuchtdioden, in: Didaktik der Physik Vorträge 1986 (1987), S. 160-164,
    - Hübel, H.: Leuchtdioden : annähernd monochromatische Lichtquellen für physikalische Schülerversuche zur Gitterbeugung und zum Planckschen Wirkungsquant, in: Praxis der Naturwissenschaften-Physik 3/1982, S. 77-84,
    - Schwarze, H.: Mit Leuchtdioden zu E = hf, in: Praxis der Naturwissenschaften-Physik 1/46 1997, S. 34-36,
    - Wilke, H-J., Patzi, W., Tronicke, G.: Bestimmung des Planckschen Wirkungsquantums mittels Leuchtdioden, in: Physik in der Schule 35(1997) 10, S. 344-347.


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