[Hg](https://de.wikipedia.org/wiki/Quecksilberdampflampe) besitzt u.a. die folgenden für diesen Versuch relevanten diskreten Emissionslinien
- $\lambda=365.01\,\mathrm{nm}$ (UV);
- $\lambda=404.66\,\mathrm{nm}$ (violett);
- $\lambda=407.78\,\mathrm{nm}$ (violett);
- $\lambda=435.83\,\mathrm{nm}$ (blau);
- $\lambda=491.60\,\mathrm{nm}$ (cyan);
- $\lambda=546.07\,\mathrm{nm}$ (grün);
- $\lambda=576.96\,\mathrm{nm}$ (orange);
- $\lambda=579.07\,\mathrm{nm}$ (orange).
- $\lambda=365.01\ \mathrm{nm}$ (UV);
- $\lambda=404.66\ \mathrm{nm}$ (violett);
- $\lambda=407.78\ \mathrm{nm}$ (violett);
- $\lambda=435.83\ \mathrm{nm}$ (blau);
- $\lambda=491.60\ \mathrm{nm}$ (cyan);
- $\lambda=546.07\ \mathrm{nm}$ (grün);
- $\lambda=576.96\ \mathrm{nm}$ (orange);
- $\lambda=579.07\ \mathrm{nm}$ (orange).
In der Überlagerung ergibt sich eine grünliche Farbe. Einzelne Wellenlängen können mit Hilfe von sechs Fabry-Pero-Farbfiltern weiter ausgewählt werden, die für die folgenden Wellenlängen durchlässig sind:
Die Abkürzung CWL steht dabei für *central wavelength*; es ist die Wellenlänge in der Mitte des Filterbandpasses. Laut Hersteller haben die Filter eine [Halbwertsbreite](https://de.wikipedia.org/wiki/Halbwertsbreite) von $\pm10\,\mathrm{nm}$, aus der Sie die Standardabweichung des eingestrahlten Lichts bestimmen können. Beachten Sie dabei die Umrechnung zwischen Halbwertsbreite und Standardabweichung unter Annahme einer Normalverteilung.
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@@ -40,7 +40,7 @@ Erst ab einer charakteristischen Frequenz $\nu_{0}$ treten Elektronen aus K aus.
### Aufgabe 1.1: Qualitative Beobachtung des äußeren photoelektrischen Effekts
- Eine sich mit der Zeit bildende Oxyschicht kann die Photoemission stark beeinträchtigen. Polieren Sie Zn daher vor Versuchsbeginn sorgfältig. Laden Sie Zn daraufhin mit einer Spannung von ${\approx}\pm2\ \mathrm{kV}$ auf.
- Eine sich mit der Zeit bildende Oxyschicht kann die Photoemission stark beeinträchtigen. Polieren Sie Zn daher vor Versuchsbeginn sorgfältig. Laden Sie Zn daraufhin mit einer Spannung von ${\approx}\pm2\ \mathrm{kV}$ auf. (Nutzen sie hierfür die grobe Skala auf der Hochspannungsquelle, da das Multimeter nur bis 1KV messen kann.)
- Zur Demonstration verwenden Sie ein statisches Elektrometer (E). Der Ausschlag von E ist vom Vorzeichen der Ladung unabhängig; er ändert sich nur sehr langsam.
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@@ -57,11 +57,15 @@ Erst ab einer charakteristischen Frequenz $\nu_{0}$ treten Elektronen aus K aus.
Die Ladungesbewegungen, die Sie bei diesem Versuch untersuchen sind i.a. sehr gering (im Bereich von $1-100\ \mathrm{nA}$).
Spannungemessungen erfolgen direkt (siehe **Abbildung 1** oben [hier](https://gitlab.kit.edu/kit/etp-lehre/p2-praktikum/students/-/blob/main/Photoeffekt/doc/Hinweise-Photoeffekt.md)). Strommessungen erfolgen als Messung einer Spannung $U_{\mathrm{Ph}}$, die über einen bekannten Arbeitswiderstand $R=100\ \mathrm{M\Omega}$ abfällt (siehe **Abbildung 2** unten [hier](https://gitlab.kit.edu/kit/etp-lehre/p2-praktikum/students/-/blob/main/Photoeffekt/doc/Hinweise-Photoeffekt.md)). Hierzu verwenden Sie einen Messverstärker mit sehr hohem Innenwiderstand $R_{i}$. Einen solchen Aufbau bezeichnet man ebenfalls als Elektrometer. Eine Abbildung der Frontfläche der Kontrollbox zur Steuerung des Elektrometers finden Sie [hier]([hier](https://gitlab.kit.edu/kit/etp-lehre/p2-praktikum/students/-/blob/main/Photoeffekt/figures/IMG_1600.jpg)). Im Folgenden sollen Sie sich mit dem für alle weiteren Versuche zu verwendenden Elektrometer vertraut machen in dem Sie die folgenden Schritte ausführen:
Spannungemessungen erfolgen direkt (siehe **Abbildung 1** oben [hier](https://gitlab.kit.edu/kit/etp-lehre/p2-praktikum/students/-/blob/main/Photoeffekt/doc/Hinweise-Photoeffekt.md)). Strommessungen erfolgen als Messung einer Spannung $U_{\mathrm{Ph}}$, die über einen bekannten Arbeitswiderstand $R=100\ \mathrm{M\Omega}$ abfällt (siehe **Abbildung 2** unten [hier](https://gitlab.kit.edu/kit/etp-lehre/p2-praktikum/students/-/blob/main/Photoeffekt/doc/Hinweise-Photoeffekt.md)). Hierzu verwenden Sie einen Messverstärker mit sehr hohem Innenwiderstand $R_{i}$ (Dafür muss sich der Messverstärker im **Elektrometer-Modus** befinden). Eine Abbildung der Frontfläche der Kontrollbox zur Steuerung des Elektrometers finden Sie [hier](https://gitlab.kit.edu/kit/etp-lehre/p2-praktikum/students/-/blob/main/Photoeffekt/figures/IMG_1600.jpg)). Verstärkt wird die Spannung, die am BNC-Eingang anliegt. (Der Außenleiter ist intern mit der 4-mm-Erdungs-Buchse verbunden, der gelbe eingang wird nicht verwendet.)
Im Folgenden sollen Sie sich mit dem für alle weiteren Versuche zu verwendenden Messverstärker vertraut machen in dem Sie die folgenden Schritte ausführen:
#### Nullabgleich
Führen Sie einen Nullabgleich des Elektrometers duch. Sie tun dies, z.B. indem Sie eine Referenzspannung $U_{o}$ anschließen, die entsprechende Taste links am Schaltkasten des Messverstärkers gedrückt halten und die ausgegebene Spannung mit den Potentiometerschrauben zur Grob- und Feinjustierung variieren. Nehmen Sie die Justierung für die Verstärkung $V=100$ vor, damit können Sie den resultierenden Nullabgleich auch für geringere Verstärkungen verwenden.
Der Ausgang des Messverstärkers kann eine Offsetspannung im Vergleich zur angelegten Spannung haben. Mit den Nullabgleich können Sie sicherstellen, dass Sie keinen Offset in ihrer Messung haben.
Schließen Sie dazu den Eingang des Messverstärkers kurz, sodass $0\ \mathrm{V}$ am Eingang anliegen und messen Sie die Ausgangsspannung mit dem Multimeter. Nun können Sie die ausgegebene Spannung mit den Potentiometerschrauben zur Grob- und Feinjustierung variieren, bis auch das Multimeter $0\ \mathrm{V}$ anzeigt. Nehmen Sie die Justierung für die Verstärkung $V=100$ vor, damit können Sie den resultierenden Nullabgleich auch für geringere Verstärkungen verwenden.
