
- •Лабораторная работа № 19 изучение основных закономерностей внутреннего фотоэффекта
- •Теоретическое обоснование
- •Описание установки
- •Выполнение работы
- •Упражнение 1. Исследование сетевой характеристики фотосопротивления
- •Упражнение 2. Снятие спектральной характеристики фотосопротивления
- •Упражнение 3. Исследование световой характеристики полупроводникового фотоэлемента
- •Упражнение 4. Определение спектральной характеристики полупроводникового фотоэлемента
- •Упражнение 5. Определение интегральной чувствительности полупроводникового фотоэлемента
- •Контрольные вопросы
Упражнение 2. Снятие спектральной характеристики фотосопротивления
Устанавливают фотосопротивление на расстоянии 20см от осветителя. Диафрагма полностью раскрыта.
Помещают перед ирисовой диафрагмой осветителя (фиолетовый, синий, зеленый, желтый, красный) и снимают для них значения .
Строят спектральную характеристику фотосопротивления, т.е. зависимость
. Длины волн указаны в таблице и конце описания.
Аналогичные измерения проводят и для другого сопротивления.
Упражнение 3. Исследование световой характеристики полупроводникового фотоэлемента
Вместо фотосопротивления помещают на оптической скамье полупроводниковый фотоэлемент и соединяют его с фотоэлементом. При этом следят за тем, чтобы плюс фотоэлемента был присоединен к плюсу микроамперметра.
Устанавливают фотоэлемент на расстоянии 10 см от осветителя. Диафрагма полностью раскрыта. Осветитель выключен.
Открыв фотоэлемент, определяют его темновой ток .
Включают осветитель в сеть и измеряют величину фототока . Фототок, вызванный исследуемым источником, фотоэлементом .
Измеряют диаметр рабочей части фотоэлемента: вычисляют площадь его рабочей части и по формуле (2) подсчитывают величину светового потока .
Изменяют через каждые 10 минут расстояние и находят для них свое значение фототока
. Вычисляют для этих расстояний величину светового потока .
Строят график зависимости
, т.е. световую характеристику фотоэлемента.
Упражнение 4. Определение спектральной характеристики полупроводникового фотоэлемента
На пути светового пучка помещают поочередно интерференционные светофильтры с максимум пропускания в диапазоне синей, зеленой, желтой и красной областях спектра.
Включают осветитель и измеряют для соответствующих светофильтров величину фототока.
Строят график спектральной зависимости фототока от длины волны
,
,
взяв значения
из таблицы в конце описания, и делают
вывод.
Примечание. Фотоэлемент в этом упражнении должен быть удален на 20см от источника света. Диафрагма полностью открыта.
ТАБЛИЦА ДЛИН ВОЛН СВЕТОФИЛЬТРОВ
КС-13 – 7000А 4. ЗС-13 – 5400А
ОС-13 – 6500А 5. СС-13 – 4000А
ЖС-13 – 6000А 6. ФС-13 – 3800А
Площадь светочувствительного слоя фотосопротивления вычисляется по формуле площади круга, предварительно измерив диаметр рабочей части фотоэлемента.
ФСК-1
ФСК-2
Сила света лампы
рассчитывается по формуле
,
где
– мощность лампы осветителя (
),
а
– механический эквивалент света (
),
Упражнение 5. Определение интегральной чувствительности полупроводникового фотоэлемента
При фиксированном расстоянии измеряют величину фототока .
Воспользовавшись результатами предыдущего вычисления площади , по формуле (5) вычисляют интегральную чувствительность элемента .
Аналогично измерения проводят при других значениях и для них вычисляют свое значение .
Находят среднее значение интегральной чувствительности .