Modern Phys Lab Planck's Constant
This commit is contained in:
Nathan Nguyen
52
statics/physics/modern-phys-lab/blue.dat
Normal file
52
statics/physics/modern-phys-lab/blue.dat
Normal file
@@ -0,0 +1,52 @@
|
|||||||
|
V (Volts) I (mAmps)
|
||||||
|
0.0885278062 0.02217680919
|
||||||
|
0.08791088769 0.04435361837
|
||||||
|
0.1566973016 0.04435361837
|
||||||
|
0.2347374931 0.05544202296
|
||||||
|
0.3106184698 0.04435361837
|
||||||
|
0.3908178761 0.05544202296
|
||||||
|
0.4642311788 0.06653042756
|
||||||
|
0.5435052074 0.06653042756
|
||||||
|
0.6215453989 0.06653042756
|
||||||
|
0.6995855904 0.06653042756
|
||||||
|
0.7770088634 0.07761883215
|
||||||
|
0.8547405957 0.07761883215
|
||||||
|
0.9321638687 0.07761883215
|
||||||
|
1.024701645 0.07761883215
|
||||||
|
1.103975674 0.08870723674
|
||||||
|
1.178622813 0.09979564134
|
||||||
|
1.256663005 0.08870723674
|
||||||
|
1.330693226 0.09979564134
|
||||||
|
1.408424959 0.09979564134
|
||||||
|
1.484305935 0.09979564134
|
||||||
|
1.562963045 0.1108840459
|
||||||
|
1.641003237 0.1108840459
|
||||||
|
1.718118051 0.1219724505
|
||||||
|
1.79307365 0.1219724505
|
||||||
|
1.872039219 0.1219724505
|
||||||
|
1.951313247 0.1219724505
|
||||||
|
2.026577306 0.1330608551
|
||||||
|
2.104925956 0.1219724505
|
||||||
|
2.184199985 0.1219724505
|
||||||
|
2.26069788 0.1330608551
|
||||||
|
2.33935499 0.1552376643
|
||||||
|
2.425723582 0.1995912827
|
||||||
|
2.480937788 0.3215637332
|
||||||
|
2.520420573 0.5544202296
|
||||||
|
2.548181906 0.8205419399
|
||||||
|
2.570699431 1.119928864
|
||||||
|
2.586122394 1.419315788
|
||||||
|
2.603396113 1.729791116
|
||||||
|
2.620669831 2.062443254
|
||||||
|
2.632699742 2.384006987
|
||||||
|
2.644729653 2.72774753
|
||||||
|
2.657376482 3.049311263
|
||||||
|
2.669406393 3.381963401
|
||||||
|
2.680819386 3.725703943
|
||||||
|
2.691923919 4.08053289
|
||||||
|
2.701177696 4.424273433
|
||||||
|
2.712590689 4.768013975
|
||||||
|
2.723695222 5.122842922
|
||||||
|
2.736342051 5.566379106
|
||||||
|
2.744053533 5.887942839
|
||||||
|
2.75361577 6.25386019
|
||||||
BIN
statics/physics/modern-phys-lab/data.tar.xz
Normal file
BIN
statics/physics/modern-phys-lab/data.tar.xz
Normal file
Binary file not shown.
52
statics/physics/modern-phys-lab/green.dat
Normal file
52
statics/physics/modern-phys-lab/green.dat
Normal file
@@ -0,0 +1,52 @@
|
|||||||
|
V (Volts) I (mAmps)
|
||||||
|
0.0885278062 0.05544202296
|
||||||
|
0.08791088769 0.03326521378
|
||||||
|
0.1563888423 0.04435361837
|
||||||
|
0.2350459523 0.04435361837
|
||||||
|
0.3112353883 0.04435361837
|
||||||
|
0.3917432539 0.04435361837
|
||||||
|
0.4654650159 0.06653042756
|
||||||
|
0.5438136666 0.05544202296
|
||||||
|
0.6233961544 0.06653042756
|
||||||
|
0.6992771312 0.06653042756
|
||||||
|
0.7782427005 0.07761883215
|
||||||
|
0.8544321365 0.07761883215
|
||||||
|
0.934940002 0.08870723674
|
||||||
|
1.025627023 0.08870723674
|
||||||
|
1.103975674 0.08870723674
|
||||||
|
1.179239732 0.09979564134
|
||||||
|
1.256663005 0.08870723674
|
||||||
|
1.331001685 0.09979564134
|
||||||
|
1.408116499 0.09979564134
|
||||||
|
1.486156691 0.09979564134
|
||||||
|
1.563579964 0.1108840459
|
||||||
|
1.641620155 0.1108840459
|
||||||
|
1.717809591 0.1108840459
|
||||||
|
1.793999027 0.1330608551
|
||||||
|
1.8714223 0.1330608551
|
||||||
|
1.951313247 0.1330608551
|
||||||
|
2.025651928 0.1441492597
|
||||||
|
2.100915986 0.1774144735
|
||||||
|
2.163224756 0.2772101148
|
||||||
|
2.207334429 0.4435361837
|
||||||
|
2.240956488 0.6763926802
|
||||||
|
2.272727791 0.9979564134
|
||||||
|
2.298329909 1.286254933
|
||||||
|
2.318996679 1.574553452
|
||||||
|
2.338429612 1.873940376
|
||||||
|
2.357554086 2.184415705
|
||||||
|
2.374210886 2.483802629
|
||||||
|
2.392409982 2.794277957
|
||||||
|
2.409066782 3.115841691
|
||||||
|
2.422022071 3.437405424
|
||||||
|
2.438061952 3.770057562
|
||||||
|
2.453484915 4.08053289
|
||||||
|
2.468599418 4.391008219
|
||||||
|
2.481554707 4.723660357
|
||||||
|
2.49666921 5.056312494
|
||||||
|
2.512400632 5.400053037
|
||||||
|
2.524430543 5.699439961
|
||||||
|
2.537694291 6.032092099
|
||||||
|
2.554351091 6.442363068
|
||||||
|
2.569465594 6.786103611
|
||||||
|
2.579336291 7.129844153
|
||||||
52
statics/physics/modern-phys-lab/orange.dat
Normal file
52
statics/physics/modern-phys-lab/orange.dat
Normal file
@@ -0,0 +1,52 @@
|
|||||||
|
V (Volts) I (mAmps)
|
||||||
|
0.08791088769 0.04435361837
|
||||||
|
0.0885278062 0.03326521378
|
||||||
|
0.1557719238 0.03326521378
|
||||||
|
0.2338121153 0.04435361837
|
||||||
|
0.3133946031 0.05544202296
|
||||||
|
0.3902009576 0.04435361837
|
||||||
|
0.4660819344 0.06653042756
|
||||||
|
0.5438136666 0.06653042756
|
||||||
|
0.6218538582 0.06653042756
|
||||||
|
0.6989686719 0.06653042756
|
||||||
|
0.7773173227 0.08870723674
|
||||||
|
0.8547405957 0.07761883215
|
||||||
|
0.933706165 0.08870723674
|
||||||
|
1.02686086 0.06653042756
|
||||||
|
1.104284133 0.08870723674
|
||||||
|
1.180473569 0.09979564134
|
||||||
|
1.256663005 0.1108840459
|
||||||
|
1.331618604 0.09979564134
|
||||||
|
1.407191121 0.09979564134
|
||||||
|
1.485231313 0.1108840459
|
||||||
|
1.562037668 0.1219724505
|
||||||
|
1.641003237 0.1219724505
|
||||||
|
1.710715028 0.1552376643
|
||||||
|
1.769630746 0.2550333056
|
||||||
|
1.811889664 0.4546245883
|
||||||
|
1.836257945 0.7318347031
|
||||||
|
1.85507396 1.053398436
|
||||||
|
1.867720789 1.386050574
|
||||||
|
1.876049189 1.718702712
|
||||||
|
1.884686048 2.084620063
|
||||||
|
1.890546774 2.450537415
|
||||||
|
1.897949796 2.916250408
|
||||||
|
1.903810522 3.271079355
|
||||||
|
1.906895115 3.648085111
|
||||||
|
1.911213544 4.025090867
|
||||||
|
1.91707427 4.413185028
|
||||||
|
1.919233485 4.790190784
|
||||||
|
1.923243455 5.178284945
|
||||||
|
1.926636507 5.566379106
|
||||||
|
1.927253425 5.932296457
|
||||||
|
1.930029559 6.320390618
|
||||||
|
1.933422611 6.697396374
|
||||||
|
1.935581825 7.085490535
|
||||||
|
1.938357959 7.473584696
|
||||||
|
1.940517173 7.883855666
|
||||||
|
1.944218685 8.249773017
|
||||||
|
1.94606944 8.648955582
|
||||||
|
1.947920196 9.037049743
|
||||||
|
1.951313247 9.513851141
|
||||||
|
1.951930166 9.901945301
|
||||||
|
1.953472462 10.30112787
|
||||||
52
statics/physics/modern-phys-lab/purple.dat
Normal file
52
statics/physics/modern-phys-lab/purple.dat
Normal file
@@ -0,0 +1,52 @@
|
|||||||
|
V (Volts) I (mAmps)
|
||||||
|
0.08791088769 0.03326521378
|
||||||
|
0.08760242843 0.03326521378
|
||||||
|
0.1551550053 0.04435361837
|
||||||
|
0.2341205746 0.06653042756
|
||||||
|
0.3115438476 0.05544202296
|
||||||
|
0.3905094169 0.06653042756
|
||||||
|
0.4651565566 0.05544202296
|
||||||
|
0.5441221259 0.05544202296
|
||||||
|
0.6227792359 0.06653042756
|
||||||
|
0.6986602127 0.06653042756
|
||||||
|
0.7782427005 0.07761883215
|
||||||
|
0.8522729217 0.07761883215
|
||||||
|
0.9343230835 0.07761883215
|
||||||
|
1.027477779 0.07761883215
|
||||||
|
1.106443348 0.07761883215
|
||||||
|
1.178931273 0.08870723674
|
||||||
|
1.256663005 0.08870723674
|
||||||
|
1.330384767 0.08870723674
|
||||||
|
1.408116499 0.09979564134
|
||||||
|
1.485848232 0.09979564134
|
||||||
|
1.562037668 0.1108840459
|
||||||
|
1.641928615 0.1108840459
|
||||||
|
1.717809591 0.1219724505
|
||||||
|
1.79276519 0.1108840459
|
||||||
|
1.871113841 0.1219724505
|
||||||
|
1.95007941 0.1219724505
|
||||||
|
2.026885765 0.1330608551
|
||||||
|
2.104309038 0.1330608551
|
||||||
|
2.183891526 0.1330608551
|
||||||
|
2.260080962 0.1330608551
|
||||||
|
2.338429612 0.1441492597
|
||||||
|
2.433743522 0.1441492597
|
||||||
|
2.515793684 0.1552376643
|
||||||
|
2.592291579 0.1663260689
|
||||||
|
2.67064023 0.1774144735
|
||||||
|
2.747446585 0.1774144735
|
||||||
|
2.824561398 0.2106796873
|
||||||
|
2.887795546 0.2772101148
|
||||||
|
2.932213678 0.4657129929
|
||||||
|
2.961208848 0.7318347031
|
||||||
|
2.981567159 1.020133223
|
||||||
|
2.999457796 1.35278536
|
||||||
|
3.013030003 1.674349094
|
||||||
|
3.023209159 2.007001231
|
||||||
|
3.037089825 2.339653369
|
||||||
|
3.04757744 2.694482316
|
||||||
|
3.058373514 3.038222858
|
||||||
|
3.065468077 3.393051805
|
||||||
|
3.075955691 3.836587989
|
||||||
|
3.085517928 4.169240127
|
||||||
|
3.09292095 4.546245883
|
||||||
52
statics/physics/modern-phys-lab/red.dat
Normal file
52
statics/physics/modern-phys-lab/red.dat
Normal file
@@ -0,0 +1,52 @@
|
|||||||
|
V (Volts) I (mAmps)
|
||||||
|
0.0885278062 0.03326521378
|
||||||
|
0.0885278062 0.04435361837
|
||||||
|
0.1557719238 0.05544202296
|
||||||
|
0.2350459523 0.05544202296
|
||||||
|
0.3124692254 0.05544202296
|
||||||
|
0.3898924984 0.05544202296
|
||||||
|
0.4651565566 0.06653042756
|
||||||
|
0.5447390444 0.06653042756
|
||||||
|
0.6215453989 0.07761883215
|
||||||
|
0.6986602127 0.06653042756
|
||||||
|
0.777625782 0.08870723674
|
||||||
|
0.8531982994 0.07761883215
|
||||||
|
0.9343230835 0.08870723674
|
||||||
|
1.025627023 0.08870723674
|
||||||
|
1.105826429 0.07761883215
|
||||||
|
1.179548191 0.09979564134
|
||||||
|
1.257588383 0.09979564134
|
||||||
|
1.331001685 0.08870723674
|
||||||
|
1.408424959 0.09979564134
|
||||||
|
1.486156691 0.1108840459
|
||||||
|
1.561729208 0.09979564134
|
||||||
|
1.637301726 0.1330608551
|
||||||
|
1.701152792 0.2217680919
|
||||||
|
1.740944035 0.4213593745
|
||||||
|
1.764695398 0.6985694894
|
||||||
|
1.781969116 1.009044818
|
||||||
|
1.795232864 1.341696956
|
||||||
|
1.809113531 1.674349094
|
||||||
|
1.81775039 2.02917804
|
||||||
|
1.824536494 2.384006987
|
||||||
|
1.831322597 2.749924339
|
||||||
|
1.840576375 3.182372118
|
||||||
|
1.847362478 3.559377874
|
||||||
|
1.853531664 3.925295226
|
||||||
|
1.860009308 4.280124173
|
||||||
|
1.868029249 4.657129929
|
||||||
|
1.872347678 5.034135685
|
||||||
|
1.876049189 5.422229846
|
||||||
|
1.881292996 5.765970388
|
||||||
|
1.885302967 6.142976144
|
||||||
|
1.889621396 6.519981901
|
||||||
|
1.894248285 6.896987657
|
||||||
|
1.898258256 7.262905008
|
||||||
|
1.902576685 7.662087574
|
||||||
|
1.907512033 8.028004925
|
||||||
|
1.911522003 8.416099086
|
||||||
|
1.917382729 8.793104842
|
||||||
|
1.918925026 9.181199003
|
||||||
|
1.923551914 9.6580004
|
||||||
|
1.926944966 10.01282935
|
||||||
|
1.931571855 10.40092351
|
||||||
70
statics/physics/modern-phys-lab/run.py
Normal file
70
statics/physics/modern-phys-lab/run.py
Normal file
@@ -0,0 +1,70 @@
|
|||||||
|
import numpy as np
|
||||||
|
from numpy.polynomial import polynomial
|
||||||
|
import matplotlib.pyplot as plt
|
||||||
|
import scipy
|
||||||
|
|
||||||
|
colors = ['blue', 'green', 'orange', 'purple', 'red']
|
||||||
|
wavelengths = {
|
||||||
|
'blue': 465,
|
||||||
|
'green': 520,
|
||||||
|
'orange': 589,
|
||||||
|
'purple': 390,
|
||||||
|
'red': 622
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
u_0 = np.empty((len(colors)))
|
||||||
|
wavelength_inv = np.empty((len(colors)))
|
||||||
|
|
||||||
|
fig, axs = plt.subplots(len(colors), sharex='all', sharey='all')
|
||||||
|
fig.tight_layout()
|
||||||
|
|
||||||
|
for color_index, color in enumerate(colors):
|
||||||
|
with open(f'{color}.dat', 'r') as file:
|
||||||
|
lines = file.readlines()
|
||||||
|
lines.pop(0)
|
||||||
|
|
||||||
|
voltage = np.empty((len(lines)))
|
||||||
|
current = np.empty((len(lines)))
|
||||||
|
for index, line in enumerate(lines):
|
||||||
|
parts = line.split('\t')
|
||||||
|
voltage[index] = float(parts[0])
|
||||||
|
current[index] = float(parts[1])
|
||||||
|
|
||||||
|
## Line 1
|
||||||
|
line_1_bound = len(lines) // 3
|
||||||
|
line_2_bound = len(lines) - 12
|
||||||
|
line_1 = polynomial.Polynomial.fit(voltage[1:line_1_bound], current[1:line_1_bound], 1)
|
||||||
|
line_2 = polynomial.Polynomial.fit(voltage[line_2_bound:], current[line_2_bound:], 1)
|
||||||
|
line_1 = line_1.convert(domain=(voltage[0], voltage[-1]))
|
||||||
|
line_2 = line_2.convert(domain=line_1.domain)
|
||||||
|
|
||||||
|
intersect_x = scipy.optimize.fsolve(line_1 - line_2, 0)
|
||||||
|
intersect_y = line_1(intersect_x)
|
||||||
|
|
||||||
|
ax = axs[color_index]
|
||||||
|
ax.scatter(voltage, current, label="Raw Data", color=color)
|
||||||
|
ax.set_ylim(ax.get_ylim())
|
||||||
|
|
||||||
|
space = np.linspace(voltage[0], voltage[-1])
|
||||||
|
ax.plot(space, line_1(space), color='red', label='Trendline 1')
|
||||||
|
ax.plot(space, line_2(space), color='orange', label='Trendline 2')
|
||||||
|
ax.scatter(intersect_x, intersect_y, color='pink', label=f'Intersect: {intersect_x[0]:0.3f}V')
|
||||||
|
|
||||||
|
ax.legend()
|
||||||
|
ax.set_title(f"Voltage v Current ({color})")
|
||||||
|
ax.set_xlabel("Voltage (V)")
|
||||||
|
ax.set_ylabel("Current (mA)")
|
||||||
|
|
||||||
|
u_0[color_index] = intersect_y[0]
|
||||||
|
wavelength_inv[color_index] = 1 / wavelengths[color]
|
||||||
|
|
||||||
|
plt.show()
|
||||||
|
|
||||||
|
line = polynomial.Polynomial.fit(u_0, wavelength_inv, 1)
|
||||||
|
space = np.linspace(min(u_0), max(u_0))
|
||||||
|
plt.plot(space, line(space), color='orange', label='Trendline 2')
|
||||||
|
|
||||||
|
plt.scatter(u_0, wavelength_inv)
|
||||||
|
plt.xlabel("U_0")
|
||||||
|
plt.ylabel("1/Wavelength")
|
||||||
|
plt.show()
|
||||||
Reference in New Issue
Block a user