ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
Лабораторная работа 2
ИЗУЧЕНИЕ ВНЕШНЕГО ФОТОЭФФЕКТА
Цель работы: получение вольтамперных и световых характеристик вакуумного фотоэлемента.
Приборы и принадлежности: установка, позволяющая перемещать источник света относительно
фотоэлемента; источник тока; вольтметр; микроамперметр.
Краткая теория
Внешним фотоэффектом называется испускание электронов веществом под действием света. Это
явление впервые было обнаружено Г. Герцем в 1887 г. и детально исследовано в 1888 г. А. Г. Столето-
вым, который установил основные законы фотоэффекта:
1) максимальная скорость фотоэлектронов определяется частотой света и не зависит от его ин-
тенсивности;
2) фототок насыщения пропорционален световому потоку;
3) для каждой поверхности существует минимальная частота так называемая красная граница фо-
тоэффекта, при которой еще возможен внешний фотоэффект; при
ν
<
ν
0
фотоэффект отсутствует.
Эйнштейн в 1905 г. показал, что все закономерности фотоэффекта легко объясняются, если предпо-
ложить, что свет распространяется такими же квантами h
ν
, какими он, по предположению Планка, ис-
пускается и поглощается. Часть энергии h
ν
, которую получает электрон от фотона, затрачивается на то,
чтобы электрон мог покинуть облученную поверхность вещества. Эта величина, называемая работой
выхода А, является характерной для каждого металла и зависит от состояния его поверхности. Осталь-
ная часть энергии идет на сообщение электрону кинетической энергии. Если пренебречь потерями энер-
гии в результате неупругих столкновений электрона с атомами вещества, то должно выполняться соот-
ношение, называемое формулой Эйнштейна (Закон сохранения энергии)
h
ν
= A +
2
v
2
m
, (12)
где v – максимальная скорость электрона, вырванного с поверхности металла.
Из формулы (12) вытекает, что для возникновения фотоэффекта необходимо, чтобы выполнялось
условие hv
0
= A (красная граница фотоэффекта).
Приборы, действие которых основано на явление фотоэффекта, называются фотоэлементами. Раз-
личают вакуумные и газонаполненные фотоэлементы. Схема, поясняющая действие вакуумного фото-
элемента, приведена на рис. 2.
Свет от источника проникает через кольцеобразный анод и попадает на поверхность катода. Испу-
щенные электроны ускоряются электрическим полем и достигают анода. В результате в цепи возникает
постоянный фототок, который может быть измерен микроамперметром.
Зависимость тока I от напряжения U между анодом и катодом (вольтамперная характеристика)
представлена на рис. 3.
U
S
A
#
+
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
- …
- следующая ›
- последняя »
