Vetenskapslaboratoriet

 

“Modern“ fysik

4.1 Bestämning av Plancks konstant

Instruktioner i Pasco: “h/e Apparatus and h/e Apparatus Accessory Kit“ (4 uppställningar).

  1. Vågmodellen för ljus kontra kvantummodellen. Beror fotoelektronernas maximala rörelseenergi på det infallande ljusets intensitet eller på dess frekvens?
  2. Fotonenergi och Plancks konstant. Einsteins relation hf = Ek + Eu testas och ett värde på Plancks konstant h bestäms

4.2 Bestämning av e/m

Instruktioner i Pasco: “e/m Apparatus“ (2 uppställningar).

Bestämning av e/m. En elektronstråle rör sig i ett magnetfält i en cirkelformad bana. Genom mätning av banradie, accelerationsspänning etc kan ett värde på e/m erhållas.

4.3 *Bestämning av elementarladdningen e (Millikans experiment)

Instruktioner i Tel-Atomic Inc: “Millikan Apparatus“ (1 uppställning).

Experimentet är under utprövning. Lämpar sig i detta stadium bäst som demonstration eller specialarbete.

Millikan studerade i mikroskop hur laddade oljedroppar rör sig i ett elektriskt fält. I Tel-Atomics experiment används mer lätthanterliga kulor av latex. För att underlätta observationerna videofilmar vi genom mikroskopet.

4.4 Supraledning

Instruktioner i Colorado Superconductor Inc: “Experiment Guide for Superconductor Demonstrations“ (4 uppställningar).

Två supraledare undersöks: YBa2Cu3O7 och Bi2CaSr2Cu2O9. De är båda supraledande vid flytande kväves temperatur, 77 K.

  1. Meissnereffekten
  2. Bestämning av den kritiska temperaturen TC
  3. Mätning av resistans som funktion av temperaturen

4.5 Elektronspinnresonans (ESR)

Instruktioner i Daedalon Corp.: “Instruction Manual for EN-35 Electron Spin Resonance Apparatus“ (1 uppställning).

Om en flerelektronatom med en optiskt aktiv elektron (en elektron utanför ett slutet skal) placeras i ett yttre magnetfält (Bo) kommer grundtillståndet att splittras upp i två nivåer (beroende på de två möjliga inriktningarna av elektronens spinn). Energiskillnaden (U) kan visas vara U = 2µBo, där µ är elektronens magnetiska moment. Den har i detta fall samma värde som Bohrmagnetonen B. Genom att mäta U och Bo kan B bestämmas.

4.6 *Radioaktivitet

Instruktioner i Gammadata Mätteknik AB: “Spectrometer System for Radioactivity“

(GM15: 2 uppställningar). Vi håller på att pröva ut experimenten.

Radonmätningar i luft och vatten. Bestämning av cesiumhalter efter Chrnobylolyckan. Mätningar på egna prover kan utföras.

En rad laborationer finns också beskrivna i manualerna för GM15-systemet:

  1. Upptagning av Gamma-spektra. laborationen visar hur man detekterar och bestämmer energin för -strålningen från ett radioaktivt sönderfall. Genom att bestämma energierna för strålning från ett okänt preparat kan detta sedan isotopbestämmas.
  2. Gamma-strålningens absorption i olika material. Halvvärdestjockleken och absorptionskoefficienten bestämmes genom att mäta hur intensiteten för gamma-strålningen avtar med tjockleken på de material som studeras.
  3. NaI-detektorns effektivitet. Effektiviteten hos detektorn bestäms vid olika gamma-energier. Aktiviteten i en 40K-lösning bestäms sedan.
  4. Halveringstiden för 214Pb. Strålningen från radioktiva nuklider (bl a 214Pb) som samlats upp på en negativt laddad tråd uppmäts. Ur mätdata bestäms sedan halveringstiden för den aktuella blyisotopen.
  5. Bestämning av cesiumaktivitet. Med hjälp av kalibreringslösningar med cesium kan aktiviteten i egna prov bestämmas.
  6. Comptonspridning. Energin för comptonspridd -strålning mäts och jämförs med det teoretiska uttrycket.
  7. Röntgenfluorescens. K-röntgenstrålning från olika material efter spridning av gamma-strålning mätes. Isotopnumret för materialet kan sedan bestämmas från energin hos röntgenstrålningen.
  8. Alpha-strålning. Studium av hur alpha-partiklarnas energi avtar i luft. Mätning av tjockleken av ett aluminiumfolium med -strålning.
  9. Beta-strålning. Med hjälp av konversionselektronspektrum bestäms energidifferensen mellan K- och L-skalen i atomens elektronhölje.

 

(* betyder att experimentet ännu inte är helt utprövat)

 

Skapad av: Claudio Zucchelli
Stockholms Universitet
Fysikum.
Senaste updatering: 3 october 1996.