To tylko jedna z 5 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Instytut Fizyki Politechniki Wrocławskiej
Laboratorium Fizyki Ogólnej
Nr grupy 2
Ćwiczenie Nr 33
Temat: Wyznaczanie stałej Plancka
Data wykonania ćwiczenia: Ocena:
Cel ćwiczenia:
wyznaczenie stałej Plancka na podstawie charakterystyk diod elektroluminescencyjnych,
Część teoretyczna:
Stała Plancka h = 6,626 . 10-34 [ J . s ] jest podstawową stałą fizyczną mechaniki kwantowej. Występuje ona w opisie wszystkich zjawisk mikroświata. Wyznacza granice stosowalności zarówno mechaniki newtonowskiej, jak i maxwellowskiej teorii elektromagnetyzmu.
W ćwiczeniu tym, pomiaru stałej Plancka dokonuje się pośrednio poprzez pomiar charakterystyk prądowo - napięciowych diod elektroluminescencyjnych, tzw. LED. Diody elektroluminescencyjne to zwykle półprzewodnikowe złącza p - n, które spolaryzowane w kierunku przewodzenia emitują promieniowanie elektromagnetyczne. Im większe jest to napięcie, tym niższa jest bariera potencjału dla nośników prądu i większy prąd płynący przez złącze p - n. Przepływowi prądu przez złącze p - n w kierunku przewodzenia towarzyszy wstrzykiwanie nośników mniejszościowych: elektronów do obszaru typu p i dziur do obszaru typu n. Dla napięcia równego wysokości bariery Ub następuje wzmożone wstrzykiwanie nośników mniejszościowych, które rekombinują z nośnikami większościowymi danego obszaru półprzewodnika i ich koncentracja szybko spada w miarę oddalania się od złącza p - n w głąb półprzewodnika. W niektórych półprzewodnikach zachodzi rekombinacja promienista, czyli energia wydzielana jest w postaci kwantów promieniowania - fotonów (w przypadku rekombinacji niepromienistej energia wydzielająca się podczas rekombinacji jest oddawana do sieci krystalicznej, a więc zamieniana na ciepło).
Obserwowane są wówczas fotony o długościach fal:
gdzie:
c - prędkość światła,
h - stała Plancka,
E - energia rekombinującego elektronu,
Maksimum zdolności emisyjnej diody elektroluminescencyjnej przypada na długości fali odpowiadającej wartości energii wzbronionej półprzewodnika. W diodach LED zwykle obydwa obszary złącza p - n są bardzo silnie domieszkowane. Wówczas wysokość bariery potencjału Ub spełnia następujący warunek:
eUb ~ Eg gdzie Eg - wartość energii wzbronionej półprzewodnika.
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)