Методические указания к лабораторным работам по курсу общей физики (Оптика и атомная физика). Часть 2. Либерман З.А - 17 стр.

                                    17

                             РАБОТА № 8
            ИЗУЧЕНИЕ ВНУТРЕННЕГО ФОТОЭФФЕКТА
        ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ФОТОСОПРОТИВЛЕНИЯ
     Приборы и принадлежности: фотосопротивление, лампа накаливания,
электрометр с диском, тахометр, два реостата, вольтметр, микроамперметр,
трансформатор, выпрямитель с вольтметром, осциллограф.

                            Краткая теория
      Фотоэффектом называется освобождение (полное или частичное)
электронов от связей с атомами и молекулами вещества под воздействием
света (видимого, инфракрасного и ультрафиолетового).
      Если электроны выходят за пределы освещаемого вещества (полное
освобождение), то фотоэффект называется внешним. Внешний фотоэффект
наблюдается у металлов. Энергия фотона hν, поглощенная электроном,
расходуется на совершение электроном работы выхода А из металла;
оставшаяся часть этой энергии представляет собой кинетическую энергию
фотоэлектрона. Тогда, согласно закону сохранения энергии, можно
написать
                                     mυ 2
                             hν =Α +      ,
                                      2
где m – масса электрона, v – его скорость. Эта формула называется
уравнением Эйнштейна.
     Если электроны теряют связь только со «своими» атомами и
молекулами, но остаются внутри освещаемого вещества в качестве
«свободных электронов» (частичное освобождение), увеличивая тем самым
                        электропроводность вещества, то фотоэффект
                        называется внутренним. Внутренний фотоэффект
 Г                      наблюдается у полупроводников и в меньшей мере
                        у диэлектриков. Схема наблюдения внутреннего
       Р                фотоэффекта         показана       на       рис.1.
                        Полупроводниковая пластинка Р присоединена
                        последовательно с гальванометром Г к полюсам
                        батареи. Сила тока в этой цепи незначительна,
     Рис.1              поскольку полупроводник обладает большим
                        сопротивлением.      Однако    при     освещении
пластинки сила тока в цепи резко возрастает. Это обусловлено тем, что свет
вырывает из атомов полупроводника электроны, которые оставаясь внутри
полупроводника, увеличивают его электропроводность (уменьшают
сопротивление).
     Фотоэлементы, основанные на внутреннем фотоэффекте, называются
полупроводниковыми фотоэлементами или фотосопротивлениями. Для их
изготовления используют селен, сернистый свинец, сернистый кадмий и
некоторые другие полупроводники. Эти фотоэлементы обладают отчетливо
выраженной спектральной чувствительностью. У селенового фотоэлемента