Составители:
Рубрика:
3
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
2
r
I
fI
(9)
ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
Фотоэффект изучают на установке (рис. 3), состоящей из фотоэлемента и лампы накаливания, размещаемых на
оптической скамье, а также цифровых микроамперметра и вольтметра, конструктивно объединенных вместе с реоста-
том в один электронный блок приборов. Вакуумный фотоэлемент заключен в защитный кожух с окном и представляет
собой стеклянный баллон, половина которого изнутри покрыта тонким
слоем щелочного металла. Этот слой является
катодом фотоэлемента. Анодом служит металлическое кольцо, расположенное в центре баллона. Источником света
является галогеновая лампа накаливания, напряжение на которой может регулироваться ручкой, размещенной в левой
части лицевой панели электронного блока. Монохроматическое излучение получают с помощью светофильтров, за-
крепленных во вращающейся оправе (λ пропускания светофильтров
указаны на установке). Фототок измеряют циф-
ровым микроамперметром. Напряжение на фотоэлементе может изменяться вращением ручки реостата и измеряется
цифровым вольтметром. Для переключения режимов задерживающего и ускоряющего напряжений служит специаль-
ный переключатель полярности, расположенный в нижней части панели электронного блока.
Схема установки:
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ
Задание 1. Построение вольт-амперной характеристики
.
1. На оптической скамье расположить источник света, набор светофильтров и фотоэлемент как можно ближе
друг к другу.
2. Включить электронный блок приборов и установить режим ускоряющего напряжения. Выбрать один из свето-
фильтров и подобрать такой накал лампы (световой поток), чтобы фототок при U=0 был в интервале
0,1-0,3 мкА.
3. Увеличить напряжение на фотоэлементе,
как показано в табл. 1, измерять фототок до момента наступления то-
ка насыщения.
Результаты записать в табл. 1.
Таблица 1
λ= нм
Напряжение
U, В
0
1
,
2
,
3
,
5
,
8
,
1
2,
1
6,
Фототок
I, мкА
0
4. При этом же светофильтре переключите режим работы на задерживающее напряжение, определите задержи-
вающий потенциал (т.е. напряжение, при котором фототок становится равным 0) и результат запишите в первую гра-
фу табл. 1. Измерения проводить не менее трех раз.
5. Постройте график зависимости I = f(U), используя для этого средние значения.
Задание 2. Определение работы выхода и
постоянной Планка.
1. На оптической скамье расположите источник света, набор светофильтров и фотоэлемент как можно ближе
друг к другу. Установить в лампе накаливания максимальный ток.
2. В таблице 2 запишите длины волн λ, пропускаемых светофильтром, в порядке их уменьшения.
V
μ
A
1
2
3
4
5
Ускоряющее Задерживающее
U
U
Рис. 3
1 – лампа накаливания; 2 – светофильтры в оправе; 3 – фотоэлемент;
4 – реостат; 5 – переключатель полярности.
3
⎛ I ⎞
I = f⎜ 2⎟ (9)
⎝r ⎠
ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
Фотоэффект изучают на установке (рис. 3), состоящей из фотоэлемента и лампы накаливания, размещаемых на
оптической скамье, а также цифровых микроамперметра и вольтметра, конструктивно объединенных вместе с реоста-
том в один электронный блок приборов. Вакуумный фотоэлемент заключен в защитный кожух с окном и представляет
собой стеклянный баллон, половина которого изнутри покрыта тонким слоем щелочного металла. Этот слой является
катодом фотоэлемента. Анодом служит металлическое кольцо, расположенное в центре баллона. Источником света
является галогеновая лампа накаливания, напряжение на которой может регулироваться ручкой, размещенной в левой
части лицевой панели электронного блока. Монохроматическое излучение получают с помощью светофильтров, за-
крепленных во вращающейся оправе (λ пропускания светофильтров указаны на установке). Фототок измеряют циф-
ровым микроамперметром. Напряжение на фотоэлементе может изменяться вращением ручки реостата и измеряется
цифровым вольтметром. Для переключения режимов задерживающего и ускоряющего напряжений служит специаль-
ный переключатель полярности, расположенный в нижней части панели электронного блока.
Схема установки:
2
1 3 4
V U
μA
5 U
Ускоряющее Задерживающее
1 лампа накаливания; 2 светофильтры в оправе; 3 фотоэлемент;
4 реостат; 5 переключатель полярности.
Рис. 3
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ
Задание 1. Построение вольт-амперной характеристики.
1. На оптической скамье расположить источник света, набор светофильтров и фотоэлемент как можно ближе
друг к другу.
2. Включить электронный блок приборов и установить режим ускоряющего напряжения. Выбрать один из свето-
фильтров и подобрать такой накал лампы (световой поток), чтобы фототок при U=0 был в интервале
0,1-0,3 мкА.
3. Увеличить напряжение на фотоэлементе, как показано в табл. 1, измерять фототок до момента наступления то-
ка насыщения.
Результаты записать в табл. 1.
Таблица 1
λ= нм
Напряжение 1 2 3 5 8 1 1
0
U, В , , , , , 2, 6,
Фототок
0
I, мкА
4. При этом же светофильтре переключите режим работы на задерживающее напряжение, определите задержи-
вающий потенциал (т.е. напряжение, при котором фототок становится равным 0) и результат запишите в первую гра-
фу табл. 1. Измерения проводить не менее трех раз.
5. Постройте график зависимости I = f(U), используя для этого средние значения.
Задание 2. Определение работы выхода и постоянной Планка.
1. На оптической скамье расположите источник света, набор светофильтров и фотоэлемент как можно ближе
друг к другу. Установить в лампе накаливания максимальный ток.
2. В таблице 2 запишите длины волн λ, пропускаемых светофильтром, в порядке их уменьшения.
