3. Порядок выполнения работы
1.Сборка и включение установки. Вставить вилки осветителя и фотоэлемента в соответствующие им гнезда на
передней панели установки.
Включить разъем шлейфа установки в сеть, затем тумблером включить установку, при этом на панели должна загореться
красная сигнальная лампочка.
2.Снятие вольтамперной характеристики. Установить фотоэлемент на неизменном расстоянии от осветителя
(задаваемом преподавателем), меняя с помощью потенциометра напряжение на электродах фотоэлемента,
определить по микроамперметру силу фототока i1 через каждые 10 В от 0 до 150 B. Результаты измерений заносятся
в таблицу 25;
3.Снятие световой характеристики. Устанавливают на фотоэлементе напряжение, при котором достигается насыщение
(~100 — 150 В).
Перемещая фотоэлемент вдоль оптической скамьи от 25 до 6 см, снять и записать в табл. 25 показания микроамперметра
через каждые 5 см.
Таблица 25
Вольт-амперная характеристика | Световая характеристика | |||
---|---|---|---|---|
V, В | i1, мкА | l, см | i2, мкА | Ф, лм |
4. Обработка результатов измерений
1.По формуле , где I0 = 30 Вт – сила света
лампочки; S = 9,6 см2 площадь фотоэлемента; l - расстояние от осветителя до фотоэлемента, рассчитать и занести
в таблицу 24 световой поток Ф = Ф(l).
2.Используя данные таблицы, построить графики вольтамперной характеристики i1 = i1(V) и световой
харатеристики i2 = i2 (Ф) фотоэлемента.
3.По наклону прямой i2 = i2 (Ф), определить чувствительность фотоэлемента γ, мкА / лм.
4.Вычислить относительную погрешность: .
5. Контрольные вопросы
1.Объяснить формулу Эйнштейна для фотоэффекта с помощью закона сохранения энергии.
2.Что такое "красная" граница фотоэффекта? Какова ее связь с работой выхода электрона из металла?
3.Объяснить понятие светового потока. Что означает люмен?
4.Законы фотоэффекта.
5.Как работает вакуумный фотоэлемент?
5. Литература
Савельев И.В. Курс общей физики. – М.: Наука, 1998, т. 5, §2.2.
Иродов И.Е. Квантовая физика. Основные законы. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 1999, §1.2.
Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. М.: Высшая школа, 1999, §36.1, §36.2.