Курс общей физики. Лазарев А.П - 67 стр.

UptoLike

Рубрика: 

67
освещенности) и фотоэлектрический экспонометр .
Фотоэлемент позволяет преобразовывать колебания светового
потока в соответствующие колебания фототока, что находит применение в
технике звукового кино, телевидении и т. д.
Исключительно велико значение фотоэлементов для
телемеханизации и автоматизации производственных процессов, которые в
сочетании с электронным усилителем и реле , реагируя на световые
сигналы , управляют работой различных промышленных и транспортных
установок .
Описание установки.
В данной работе для изучения внешнего фотоэффекта вакуумного
фотоэлемента используется призменный монохроматор- спектроскоп УМ
2, который предназначен для спектральных исследований в диапазоне
длин волн от 3800 до 10000 Ǻ (1Ǻ =10
-10
м ) Рассмотрим принцип действия
простейшего спектрального прибора с призмой для исследования
фотоэффекта . Схема его изображена на рис. 3.
Пучок белого света от источника S проходит через узкую щель S
1
,
находящуюся в фокальной плоскости линзы L. На выходе из линзы он
всегда будет параллельным. Такие устройства , назначение которых давать
параллельный пучок
света , называются
коллиматорами.
После прохождения
призмы P,
способной
поворачиваться, и
преломления в ней
пучки света разных
длин волн
фокусируются линзой L
2
в ее фокальной плоскости, совмещенной с белым
непрозрачным экраном MN.
Поскольку щель S
1
параллельна основанию призмы Р, то на экране
получится ряд монохроматических (цветных) изображений этой щели
сплошной спектр излучения. Последовательность цветов в спектре
фиолетовый, синий , голубой , зеленый, желтый, оранжевый, красный -
обусловлена разной степенью преломления их лучей в зависимости от
длины волны λ , т.е. λ
ф
< λ
с
< λ
г
< λ
з
<λ
ж
< λ
о
< λ
кр
. В сплошном спектре
переход от одного цвета к другому совершается постепенно и непрерывно.
Далее, любой из участков сплошного спектра через щель S
2
может быть
направлен на фотоэлемент ФЭ. К аноду А и катоду К фотоэлемента
подключены соответственно положительный и отрицательный полюсы
источника постоянного напряжения, а фототок фиксируется
микроамперметром .
Монохроматор УМ -3 представляет собой сложный оптический
прибор , внешний вид которого с другими принадлежностями приведен на
S
1
S
N
Фиолетовый
M
Красный
ФЭ
Белый
свет
S
2
L
2
L
1
Рис.3
мкА
Источник
напряжения
+
P
А
К
                                                67
освещ енности) и ф отоэлек трическ ий эк споном етр.
       Ф отоэлем ент позволяет преобра зовы ва ть к олеба ния светового
поток а в соответствую щ ие к олеба ния ф ототок а , что на ходитприм енение в
техник е звук ового к ино, телевидении и т. д.
       И ск лю чительно          велик о              зна чение         ф отоэлем ентов        для
телем еха низа ции и а втом а тиза ции производственны х процессов, к оторы е в
сочета нии с элек тронны м усилителем и реле, реа гируя на световы е
сигна лы , упра вляю т ра ботой ра зличны х пром ы ш ленны х и тра нспортны х
уста новок .
                                 Описан иеустан овки.
       В да нной ра боте для изучения внеш него ф отоэф ф ек та ва к уум ного
ф отоэлем ента используется призм енны й м онохром а тор-спек троск опУ М –
2, к оторы й предна зна чен для спек тра льны х исследова ний в диа па зоне
длинволнот3800 до 10000 Ǻ (1Ǻ =10-10м ) Ра ссм отрим принципдействия
простейш его спек тра льного прибора с призм ой для исследова ния
ф отоэф ф ек та . С хем а его изобра жена на рис. 3.
       П учок белого света от источник а S проходит через узк ую щ ель S1,
на ходящ ую ся в ф ок а льной плоск ости линзы L. Н а вы ходе из линзы он
всегда будет па ра ллельны м . Т а к ие устройства , на зна чение к оторы х да ва ть
па ра ллельны й пучок                             Ф Э
                                                       M
света , на зы ва ю тся                                             L2
                                                        Красны й
к оллим а тора м и.                                                                         L1
П осле прохождения
                                               А       S2
призм ы                P,                 К                                          Б елый
                                                                              P    свет
способной                      м к А
                                                        N
повора чива ться,       и       −            +         Ф иолетовый
                                                                                                S1
                                     И сточн ик
прелом ления в ней                 н апр яж ен ия                                                  S
                                                          Рис.3
пучк и света ра зны х
длин                волн
ф ок усирую тся линзой L2 в ее ф ок а льной плоск ости, совм ещ енной с белы м
непрозра чны м эк ра ном MN.
       П оск ольк у щ ель S1 па ра ллельна основа нию призм ы Р, то на эк ра не
получится ряд м онохром а тическ их (цветны х) изобра жений этой щ ели –
сплош ной спек тр излучения. П оследова тельность цветов в спек тре –
ф иолетовы й , синий , голубой , зелены й, желты й, ора нжевы й, к ра сны й -
обусловлена ра зной степенью прелом ления их лучей в за висим ости от
длины волны λ , т.е. λф < λс< λг< λз <λж < λо< λкр . В сплош ном спек тре
переходотодного цвета к другом у соверш а етсяпостепенно и непреры вно.
Д а лее, лю бой из уча стк ов сплош ного спек тра через щ ель S2 м ожет бы ть
на пра влен на ф отоэлем ент Ф Э . К а ноду А и к а тоду К ф отоэлем ента
подк лю чены соответственно положительны й и отрица тельны й полю сы
источник а       постоянного на пряжения,                       а     ф ототок     ф ик сируется
м ик роа м перм етром .
       М онохром а тор У М -3 предста вляет собой сложны й оптическ ий
прибор, внеш ний видк оторого с другим и прина длежностям и приведенна