Задание №3. Прямое определение красной границы фотоэффекта.

Установите режим ускоряющего напряжения на аноде фотоэлемента. Вращая рифлёную ручку 28 монохроматора SPM-2, просканируйте весь спектр длин волн лампы накаливания, начиная с фиолетовой области. Регистрируя ток фотоэлемента, определите красную границу фотоэффекта, т. е. длину волны, начиная с которой фототок резко падает и принимает значения, близкие к нулю.

1. Перед началом измерений выполните пункты п. 1÷9 задания № 1.

2. Плавно вращая рифлёную ручку 28 монохроматора SPM-2 начиная с ультрафиолетовой части спектра ( = 0,400÷0,420мкм) до инфракрасной области ( = 0,700÷0,800мкм) зафиксируйте не мене десяти значения длины волны и соответствующее ей значение фототока. Данные занесите в таблицу № 3.

Таблица № 3

, мкм.
I, нА.

3. Постройте график зависимости .

4. По графику определите значение красной границы фотоэффекта. Полученную в этих опытах граничную частоту сравните с частотой, определенной ранее.

Контрольные вопросы

1. В чем принципиальное отличие внешнего фотоэлектрического эффекта от других механизмов освобождения электронов из твердых тел под действием электромагнитного излучения (образование электрон-позитронной пары, эффект Комптона)?

2. Что такое кванты света, и каковы их основные характеристики?

3. В чём заключается явление внешнего фотоэффекта? Сформулируйте основные законы фотоэффекта.

4 Чем определяется числовое значение граничной частоты или красной границы фотоэффекта?

5. Чем объясняется то, что спад силы фототока с возрастанием тормозящего поля не наблюдается резким?

7. Лабораторная работа № 3.36 внешний фотоэффект

Цель работы: Определить порог внешнего фотоэффекта для полупроводникового фотокатода.

Приборы и принадлежности: Модульный учебный комплекс МУК-ОК «Квантовая оптика»

Методика эксперимента

В качестве источников света в работе используется набор светодиодов, излучающих в различных узких диапазонах длин волн. Эти диапазоны длин волн лежат в видимой и инфракрасной частях спектра.

В качестве фотокатода используется катод фотоэлемента, изготовленный из полупроводникового вещества. Электроны, выбитые светом из катода, собираются анодом.

Для определения красной границы фотоэффекта или соответствующей длины волны света предлагается в процессе эксперимента снять зависимость силы тока насыщения через фотоэлемент от длины волны света, падающего на его фотокатод. Найдя с помощью графика этой зависимости ту длину волны, которая соответствует нулевому значению силы тока, находим .

Теперь, зная , можно определить порог фотоэффекта . Учтем, что связь между частотой и длиной световой волны имеет вид

,

где - скорость света.

Тогда порог фотоэффекта можно определить по формуле:

. (9)