Описание установки

Схема установки показана на рисунке 5.3. Установка состоит из точечного источника света (1), вакуумного фотоэлемента (3), гальванометра (4), вольтметра (5),переключателя (6) источников ускоряющего (8) и тормозящего (10) напряжений, потенциометров (7) и (9) для регулирования напряжений.

Точечный источник света, расположенный на расстоянии от фотоэлемента, создает на катоде фотоэлемента освещенность:

(10)

Здесь - сила света источника,- угол падения света на катод. В нашей установке. Если площадь катода равна, то световой поток, падающий на катод, равен:

(11)

Зная ии, изменяя, мы можем задавать световой поток, падающий на фотоэлемент. Для каждогоможно построить ВАХ при ускоряющем потенциале на аноде и определить ток насыщения. По совокупностии соответствующих имможно построить график зависимостиоти проверить закон Столетова.

Устанавливая между источником света (1) и фотоэлементом (3) различные светофильтры (2), мы можем облучать катод фотоэлемента примерно монохроматическим светом различных частот. Включив в цепь фотоэлемента при помощи переключателя (6) источник (10) тормозящего поля, мы можем для каждой частоты измерить задерживающий потенциали, тем самым, проверить зависимость (7).

Выполнение работы Задание 1. Проверка закона Столетова

1. Отодвинуть фотоэлемент на максимальное расстояние от источника света.

2. Осветить фотоэлемент белым светом и переключателем (6) ввести в схему источник ускоряющего напряжения.

3. Увеличивая напряжение на аноде фотоэлемента, измерить при различных напряжениях фототоки. По полученным результатам измерений построить ВАХ и определить ток насыщения.

4. Уменьшая расстояние между источником света и фотоэлементом, выполнить измерения по пункту 4 через 5 см вдоль всей скамьи.

5. Вычислить по формуле (11) световые потоки для каждой точки измерений и построить график зависимости .

Задание 2. Изучение зависимости задерживающего напряжения от частоты света

1. Подключить к схеме переключателем (6) источник тормозящего напряжения и установить тормозящее напряжение равным нулю.

2. Между источником света и фотоэлементом ввести любой из светофильтров.

3. Установить фотоэлемент на расстоянии 15-25 см от источника света.

4. Включить гальванометр, закрыть фотоэлемент от света заслонкой и выставить на табло гальванометра нули во всех разрядах.

5. Убрать заслонку. Увеличивая тормозящее напряжение, найти такое его значение, при котором фототок равен нулю. Это и есть задерживающее напряжение .

6. Выполнить измерения по пункту 4 для каждого светофильтра.

7. Зная длины волн, пропускаемые светофильтром, вычислить соответствующие им частоты и построить график зависимости или.

Задание 3. Определение постоянной Планка

На графике, построенном по результатам задания 2, выбрать две произвольные точки и по формуле (9) вычислитьили.

Контрольные вопросы

1. Что называется внешним фотоэффектом?

2. Объясните механизм возникновения фотоэффекта.

3. Поясните смысл уравнения Эйнштейна.

4. Сформулируйте основные закономерности фотоэффекта.

5. Поясните, как используется ВАХ фотоэлемента для изучения законов фотоэффекта.

6. Поясните схему для проверки закона Столетова.

7. Поясните схему для определения постоянной Планка.