3.5. Указания по обработке результатов

1. По данным табл. 3.1 построить графики зависимости силы тока сквозной электропроводности фотоэлемента от напряжения для трех значений освещенности фотокатода. Для каждой вольт-амперной характеристики определить силу тока насыщения I_н.

2. Построить график зависимости I_н(Ф) тока насыщения от освещенности фотокатода. Совокупность результатов измерений {I_н, Ф} аппроксимировать линейной функцией I_н = aФ  и определить ее параметр a.

3. Определить квантовый выход электронов K = hνa/(eS) на основании данных о частоте излучения (табл. 3.1), значении параметраa(п. 2) и площади освещаемой поверхности фотокатодаS = 4.5·10^–4 м².

4. Произвести статистическую обработку результатов измерений запирающего напряжения (табл. 2.2) для излучения с частотой ν₁ и с частотой ν₂. Окончательный результат измерений представить в стандартной форме U_з(ν_i) = U_з(ν_i) U_з.

5. По известным значениям частоты излучения (табл. 3.2) и измеренным значениям (п. 4) определить работу выходаэлектронов из фотокатода.

6. Построить график зависимости запирающего напряжения от частоты. Аппроксимировать экспериментальные данныеU_з(ν) линейной функцией U_з(ν) = mν + n и определить ее параметры m, n.

7. Используя полученное в п. 6 значение углового коэффициента m = dU_з/dν = h/e оценить постоянную Планка.

8. Используя численное значение коэффициента n = hν₀/e (п. 6) определить граничную частоту фотоэффекта для материала фотокатода.

3.6. Контрольные вопросы

1. На поверхность образца направлено монохроматическое излучение. Во сколько раз изменится поток фотонов при увеличении в три раза частоты электромагнитного излучения и неизменной освещенности поверхности?

2. Какова тенденция изменения силы тока фотоэлектронной эмиссии при уменьшении частоты падающего монохроматического излучения и неизменной освещенности поверхности?

3. Какой области спектра электромагнитного излучения принадлежит фотон, при поглощении которого электрон покидает атом водорода?

4. Чем фотон отличается от электрона? Перечислите признаки отличия этих частиц.

5. При замене одного металла другим изменяется пороговая частота фотоэффекта. Какой числовой области принадлежит отношение работ выхода электронов для металлов?

Список литературы

1. Савельев И. В. Курс обшей физики. — М.: Наука. 1979. т.3. § 9

2. Орир Дж. Физика. – М.: Мир. 1981. т. 2, гл. 24.

3. Вихман Э. Квантовая физика (Берклеевский курс физики, т. 4) — М.. Наука. 1977, гл. 1.

4. Барщевский Б.У. Квантовооптические явления – М.: Высшая школа, 1982, гл. 2.

5. Методические указания к самостоятельной работе и индивидуальным заданиям по физике (Элементы квантовой оптики и механики), под. ред. А. И. Мамыкина. – С.Пб.: СПбГЭТУ “ЛЭТИ”, 2004. – 21с.

6. Лабораторный практикум по физике. Под ред. К. А. Барсукова и Ю. М. Уханова. ­­– М.: Высш. шк., 1988. – 351с.

Работа 4 (8.4). Исследование эффекта зеемана методом индуцированных квантовых переходов электронов в атоме

Цель работы: определение закономерности расщепления магнитным полем энергетического уровня атома; определение магнитного момента атома.

Приборы и принадлежности: исследуемый образец, содержащий парамагнитные атомы, источники постоянного и переменного магнитного поля, генератор высокочастотного электромагнитного поля, блок регистрации поглощения энергии высокочастотного поля.