Постоянная Планка

Ток через диод вместе с резистором даёт напряжение на диоде как разность напряжения источника и \(IR\); если напряжение на диоде равно \(hc/(\lambda e)\), то зависимость \(IR\) от \(1/\lambda\) — прямая, а её наклон выражается через \(h\).

1) Когда мы по очереди подключаем каждый из диодов к батарейке, можно наблюдать свет излучения; соответствие таково: 940 нм — невидимый (инфракрасный), 620 нм — красный, 590 нм — оранжевый, 525 нм — зелёный, 470 нм — синий, 450 нм — фиолетовый.

2) Мы можем измерить ток \(I\) через диод (он же ток через резистор \(R\)), так что напряжение на диоде будет \(V_d=\mathcal E-IR\), но напряжение батарейки нам неизвестно. Однако мы знаем, что напряжение диода приблизительно равно энергии фотона \(E_p\), выраженной в электронвольтах, \(E_p=hc/(\lambda e)\). Поскольку мы ожидаем, что \(IR=\mathcal E-V_d\), то если построить график \(IR\) в зависимости от \(1/\lambda\), мы должны получить прямую \[IR=\mathcal E-\frac1\lambda\,\frac{hc}{e}.\] Мы можем измерить наклон этой прямой \(A=hc/e\), что позволяет вычислить \(h=eA/c\).

3) Главный источник погрешности — не погрешности приборов, а отклонение реальных данных диодов от упрощённой модели. Поэтому можно попробовать приблизить точки разными прямыми, делая наклон \(A\) как можно круче (оставляя разумное согласие с точками) и как можно более пологим; погрешность \(A\) находим как \(\Delta A=\tfrac12(A_{\max}-A_{\min})\), а \(\Delta h=h\,\Delta A/A\).

Прочитали решение — спросите себя, как можно было до этого додуматься. А через день-два решите задачу заново, не подглядывая.