Курс общей физики. Миловидова С.Д - 60 стр.

UptoLike

Рубрика: 

60
Объектив выходной зрительной трубы монохроматора
собирает пучки света в своей фокальной плоскости на экране MN отдельно
для каждой длины волны .
Источник высокого
напряжения, питающий
фотоэлемент ФЭ,
вмонтирован в корпус
монохроматора и
включается одновременно
с осветителем S тумблером
на корпусе монохроматора .
Вакуумный
фотоэлемент ФЭ состоит
из круглой стеклянной
колбы и двух электродов с выводами, на которые пода ё тся постоянное
напряжение U= 600 B. Для безопасности ФЭ (рис. 4) помещ ё н в
прозрачный изолирующий корпус. При работе для защиты от
постороннего света ФЭ закрывается специальным кожухом , на котором
находится белый экран с узкой щелью S
2
в центре .
Узкий пучок света (λ ~ 200 ) через эту щель попадает на
фоточувствительный металлический электрод, содержащий цезий , и
выбивает электроны . Возникающий при этом фототок i регистрируется
микроамперметром .
Выполнение работы
I. Определение красной границы внешнего фотоэффекта .
Для получения на экране сплошного спектра излучения необходимо
включить шнур питания в сеть , а затем тумблер на корпусе
монохроматора . Вращая барабан монохроматора Б , следует переместить
спектр (за счет поворота призмы Р ) так, чтобы щель S
2
находила c ь в самой
узкой желтой части спектра . По градуировочному графику , прилагаемому
к работе, установить указатель барабана У на угол φ , соответствующий
ж ёлтой полосе спектра . Затем , переместив спектр так, чтобы щель S
2
была
в коротковолновой , фиолетовой части спектра , перемещают спектр с
шагом 100 200
0
и снимают показания микроамперметра до тех пор, пока
наблюдается фотоэффект.
На миллиметровой бумаге строится зависимость фототока i от длины
волны света λ , по которой определяется значение красной границы
фотоэффекта λ
кр
, как показано на рис.5.
Для перевода делений барабана в длины волн, выраженные в ангстремах,
следует пользоваться градуировочным графиком .
2. Вычисление работы выхода электронов.
Зная длину волны λ
кр
красной границы фотоэффекта по формулам
(3), рассчитать работу выхода А данного фотоэлемента .
В атомной физике единицу работы и энергии принято выражать в
электронвольтах (эВ ). Один электронвольт равен работе, соверш ённой при
Тумблер
Рис.4
ФЭ
ЗТ
Р
S
S
1
У Б МВ
К
                                             60
        О бъектив                 вы х одной з    рительной тру бы монох рома тора
 собира етпу чки света всвоей ф ока льной плоскости на экра не MN отдельно
                                                             для ка ждой длины волны .
          Р                                                         И сточник вы сокого
                                               S1            на пряжения,       пита ю щ ий
  ЗТ                                     К             S
                                                             ф отоэлемент                Ф Э,
Ф Э
                              У    Б        М  В             вмо н тир о ва н  в    к о рп ус
                                                             монох роматора                 и
                                                             вклю ча ется одновременно
                                                             с осветителем S ту мблером
                          Т у м блер                         на корпу се монох роматора .
                                                                              В а ку у мны й
                                               Р ис.4
                                                             ф отоэлемент Ф Э состоит
                                                             из кру глой       стеклянной
 колбы и дву х электродов с вы вода ми, на которы е пода ётся постоянное
 на пряжение U= 600 B. Д ля без               опа сности Ф Э (рис. 4) помещ ён в
 проз  ра чны й из  олиру ю щ ий корпу с.              П ри ра боте для з      а щ иты от
 постороннего света Ф Э з        а кры ва ется специа льны м кожу х ом, на котором
 на х одится белы й экра нс у з    кой щ елью S2 вцентре.
        Уз  кий пу чок света (∆λ ~ 200 Ả ) через эту щ ель попада ет на
 ф оточу вствительны й мета ллический электрод, содержа щ ий цез                      ий , и
 вы бива ет электроны . В оз     никаю щ ий при этом ф ототок i регистриру ется
 микроа мперметром.
                                  Вы полнение ра боты
        I. О пределение кра сной гра ницы внеш него ф отоэф ф екта .
        Д ля полу чения на экра не сплош ного спектра из             лу чения необх одимо
 вклю чить ш ну р пита ния              в сеть, а з       а тем ту мблер на корпу се
 монох роматора . В ра щ а я ба ра ба н монох рома тора Б, следу ет переместить
 спектр (з  а счетповорота приз      мы Р ) та к, чтобы щ ель S2 нах одила cь вса мой
 уз кой желтой ча сти спектра. П о гра ду ировочному гра ф ику , прила га емому
 к работе, у ста новить у ка з    атель ба ра бана У на у гол φ, соответству ю щ ий
 жёлтой полосе спектра . За тем, переместив спектр так, чтобы щ ель S2 бы ла
 в коротковолновой , ф иолетовой ча сти спектра , перемещ а ю т спектр с
 ш а гом 100 – 200 0 и снима ю т пока з     а ния микроа мперметра до тех пор, пока
 на блю да ется ф отоэф ф ект.
 Н а миллиметровой бу ма ге строится з             а висимость ф ототока i от длины
 волны света λ, по которой определяется з                    на чение кра сной гра ницы
 ф отоэф ф екта λкр, как пока з   а но на рис.5.
 Д ля перевода делений бараба на в длины волн, вы ра женны е в а нгстремах ,
 следу етпольз   ова ться граду ировочны м гра ф иком.
                        2. В ы числение работы вы х ода электронов.
        Зна я длину волны λкр кра сной гра ницы ф отоэф ф екта по ф орму ла м
 (3), ра ссчита ть ра боту вы х ода А да нного ф отоэлемента.
        В а томной ф из    ике единицу ра боты и энергии принято вы ра жа ть в
 электронвольта х (эВ ). О динэлектронвольтра венработе, соверш ённой при