8.2. Опыт Столетова.

Оборудование: цинковая пластана с сеткой в корпусе, осветитель ультрафиолетовый «Фотон», источник питания ВУП-2, оптическая скамья или универсальные штативы, усилитель электронный к гальванометру УЭГ (учебный), гальванометр демонстрационный М1032.

Из-за регистрации очень малых токов этот опыт требует тщательной подготовки и проведения. Его целесообразно проводить на факультативных и кружковых занятиях.

Рис. 6. Схема опыта

Соединяют приборы по схеме, показанной на рис 6. На демонстрационном гальванометре Ml032 устанавливают шкалу с оцифровкой 5—0—5. Затем включают осветитель гальванометра и при положении переключателя «1» с помощью корректора направляют световой указатель на нулевую отмена шкалы. После этого переключатель чувствительности переводят в положение «100», включают усилитель, переводят его переключатель в положение « », и поворотом ручки установки нуля добиваются возвращения светового указателя на нулевую отметку шкалы. То же самое повторяют в положении переключателя гальванометра «10» затем «1».

Осветитель «Фотон» располагают на одном уровне с сеткой на расстоянии 10—15 см. Включают универсальный выпрямитель и подают на установку напряжение 60 В постоянного тока. Проверяют положение светового указателя и при необходимости поворотом ручки установки нуля усилителя возвращают его на нулевую отметку шкалы. Затем включают осветитель «Фотон» и наблюдают за показаниями гальванометра. Для доказательства того, что ток в цепи возникает в результате вырывания электронов с поверхности цинковой пластины при ее облучении ультрафиолетовым светом, а не ионизацией воздуха между цинковой пластиной и сеткой, следует повторить опыт, изменяя полярность источника тока. Опыты показывают, что ток в цепи возникает только в том случае, когда сетка присоединена к положительному полюсу источника тока.

8. 3. Зависимость фототока от напряжения и светового потока

Оборудование: фотоэлемент в корпусе, осветитель для теневого проецирования и подсвета, вольтметр демонстрационный, амперметр демонстрационный, выпрямитель универсальный ВУП, метр демонстрационный, резистор 50 кОм мощностью 1 Вт, штатив универсальный или оптическая скамья, соединительные провода.

В этом опыте используется осветитель для теневого проецирования и подсвета без объектива с автомобильной лампой (5 В, 21 св. В лапке универсального штатива или на оптической скамье устанавливают фотоэлемент в корпусе. На демонстрационном вольтметре устанавливают шкалу для измерения 0—5 В постоянною тока, а к одной ею входной клемме подключают резистор 50 кОм; включение добавочного резистора расширяет предел измерения вольтметра до 250 В. Демонстрационный амперметр используется как гальванометр.

Приборы соединяют между собой по схеме, показанной на рис. 7.

Ряс 7.

После сборки электрических цепей устанавливают фотоэлемент на уровне осветителя мл расстоянии примерно 30 см от него.

Ручку потенциометра выпрямителя ВУП поворачивают до конца против часовой стрелки и устанавливают на нулевую метку шкалы.

Для проведения опытов включают осветитель и подают напряжение на фотоэлемент. Медленно поворачивая ручку потенциометра выпрямителя ВУП, наблюдают за одновременным ростом напряжения (на вольтметре) и фототока (на гальванометре). При напряжении 150 В стрелка гальванометра отклоняется на 2 деления.

Дальнейшее повышение напряжения не приводит к увеличению фототока. Этот опыт следует повторить, устанавливая фотоэлемент на расстоянии 40 и 20 см от осветителе. То га а соответствующие токи насыщения (1 и 4 деления на гальванометре) получаются при напряжениях 100 и 200 В. На этих опытах можно убедиться, что с изменением светового потока изменяется величина тока насыщения в соответствии с числам вырванных из катода электронов. Эти данные можно использовать для количественной оценки результатов опыта.

При изменении расстояния в два раза световой поток изменяется в 4 раза, что соответствует такому же изменен что тока насыщения.