Описание установки

В нешний фотоэффект изучают на установке, состоящей из фотоэлемента и лампы накаливания, размещаемых на оптической скамье, а также цифровых микроамперметра и вольтметра, конструктивно объединенных вместе с реостатом в один электронный блок приборов. Электрическая схема установки представлена на рис. 12.3.

Вакуумный фотоэлемент ФЭ заключён в защитный кожух с окном и представляет собой стеклянный баллон, половина которого изнутри покрыта тонким слоем щелочного металла. Этот слой является катодом фотоэлемента. Анодом служит металлическое кольцо, расположенное в центре баллона.

Источником света является галогеновая лампа накаливания Л, напряжение на которой, а значит и интенсивность её свечения, можно регулировать. Монохроматическое излучение получают с помощью светофильтров СФ, закрепленных во вращающейся оправе (длины волн излучения, пропускаемого светофильтрами, указаны на оправе).

Фототок измеряют цифровым микроамперметром. Напряжение на фотоэлементе может изменяться вращением ручки реостата и измеряется цифровым вольтметром. Для переключения режимов задерживающего и ускоряющего напряжений служит специальный переключатель полярности «Задерживающее – Ускоряющее».

Выполнение измерений Задание 1. Снятие вольтамперной характеристики фотоэлемента

Для получения вольтамперной характеристики на оптической скамье следует расположить источник света, набор светофильтров и фотоэлемент как можно ближе друг к другу.

Замеры фототока нужно сделать при красном светофильтре. Устанавливая значения напряжения от 0 до 18 В (или предельно возможного на данной установке), проведите измерения силы тока и занесите результаты в табл. 12.1.

Таблица 12.1

 = нм
Напряжение U, B		0	1	2	3	5	8	11	14	17	18
Фототок I, мкА	0

Значение фототока 0 А в таблице соответствует задерживающему напряжению. Для его измерения необходимо переключить тумблер на корпусе блока питания в положение «Задерживающее», определить задерживающее напряжение, при котором фототок становится равным 0) и записать результат в первую графу табл. 12.1.

Задание 2. Изучение зависимости запирающего напряжения от частоты света

На оптической скамье снова расположите источник света, набор светофильтров и фотоэлемент как можно ближе друг к другу. Установив тумблер на корпусе блока питания в положение «Задерживающее», для данного фильтра тщательно замерьте то минимальное напряжение, при котором фототок становится равным нулю. Измерения необходимо провести три раза для каждого светофильтра. Не забудьте записать длину волны  пропускания светофильтров, указанную на их оправе. Занесите полученные результаты в табл. 12.2 и используйте при построении графика зависимости величины модуля запирающего напряжения от частоты света U_з = f ().

Таблица 12.2

	1	2	3	4	5	6	7
Цвет светофильтра
Длина волны , нм
Частота , 1014 Гц
Запирающее напряжение Uз, В
Средний В