Эксперимент Упражнение 1. Снятие вольтамперной характеристики фотоэлемента

Собрать цепь по схеме рис. 5.

Рисунок 5

Фотоэлемент закрепляют на оптической скамье на которой установлен осветитель, который питается переменным током через регулятор напряжения.

Вольтметр многопредельный, устанавливается на предел 30В, источником постоянного тока является выпрямитель.

Снять две вольтамперные характеристики при напряжении на осветителе 150-170В и 190-200В. Осветитель и фотоэлемент устанавливаются на неизменном расстоянии друг от друга на 60-80 см.

Упражнение 2. Изучение зависимости фототока насыщения от освещения фотокатода.

Схема та же, что и в предыдущем упражнении. На осветитель подается напряжение около 180В и он устанавливается на расстоянии r=80-90 см от фотоэлемента. Определяем значение тока насыщения. Затем приближаем фотоэлемент к осветителю, измеряют ток насыщения через каждые 10 см перемещая фотоэлемент. Измеряют расстояние между фотоэлементом и осветителем r и строят график (рис. 6). Освещенность фотоэлемента при r=r.

Рис. 6

а при r=r_i

E – первоначальная освещенность фотоэлемента, когда r=r=80-89 см может быть принята равной 1.

При приближении фотоэлемента к осветителю не следует допускать зашкаливания микрометра. Если наблюдается его зашкаливание, то сближать осветитель и фотоэлемент больше не следует.

Упражнение 3. Определение постоянной Планка и определение работы выхода электронов из фотокатода.

В этой части работы применяется специальная установка, схема которой приведена на рисунке 7. Свет от лампы проходит через конденсатор К, светофильтр СФ, диаграмму Д с круглым отверстием и попадает на объектив, от которого направляется на фотоэлемент ФЭ. Вся эта система смонтирована на оптической скамье. Фотоэлемент соединяется с электронным гальванометром. От аккумулятора на фотоэлемент подается задерживающее напряжение, которое определяется по вольтметру, включенному в цепь электронного гальванометра.

Заменяя светофильтры определяют задерживающий потенциал на фотоэлемент для света разных частот, значения которых указаны на рабочем месте со схемой включения электронного гальванометра и в таблице . По данным полученным при измерениях, строят график зависимости задерживающего потенциала Uз на фотоэлементе от частоты падающего света (см. рис. 3 и формулу 7). По графику определяют tg  (см. формулу 8) и вычисляют постоянную Планка и работу выхода электронов из фотокатода.

Рис. 7

Цвет	, Гц
1. красный	4,35 Гц
2. зеленый	4,5 Гц
3. синий	4,75 Гц
4. фиолетовый	5,25 Гц

Контрольные вопросы

1. Что такое фотоэлемент?

2. Основные законы фотоэффекта?

3. Что такое задерживающий потенциал?

4. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта.

5. Что такое красная граница фотоэффекта?

6. Как выполняется данная работа, и какие законы фотоэффекта проверяются?

7. Объяснение законов фотоэффекта по электромагнитной и корпускулярной теориям света.