Контрольні питання

1. Які речовини називаються оптично-активними?

2. Від чого залежить кут повороту площини поляризації світла?

3. Поясніть принцип роботи компенсатора.

4. Як за графіком залежності кута повороту площини поляризації світла від сили струму в соленоїді знайти сталу Верде?

Лабораторна робота № 114

Визначення вольт-амперних і світлових характеристик фотоопору

Прилади і матеріали: фотоопір, освітлювач, реостат, мікроамперметр, вольтметр.

Мета роботи: визначити характеристики та параметри фотоопору.

І. Теоретичні відомості

Фотоопір - це прилад, електричний опір якого залежить від його освітленості. До основних характеристик фотоопору належать вольт-амперні, світлові, спектральні, частотні характеристики.

Вольтамперна характеристика виражає залежність фотоструму (за постійного світлового потоку Ф) або темнового струму І_т від напруги U. Для більшості фотоопорів у робочому режимі ця залежність практично лінійна. Під фотострумом розуміють різницю між світловим І_с і темновим І_т струмом:

І_ф = І_с - І_т. (1)

Світлова характеристика виражає залежність фотоструму від світлового потоку, що падає на фотоопір при постійній прикладеній напрузі. Світлові характеристики фотоопору нелінійні.

Питома чутливість К – відношення фотоструму до добутку падаючого світлового потоку Ф, який випромінюється джерелом світла з температурою 2850 К що створює освітленість 200 лк, на прикладену до фотоопору напругу U:

K = I_ф/ФU = I_ф/ESU, (2)

де Е – освітленість фотоопору, S – площа приймаючої частини фотоопору.

Інтегральна чутливість - добуток питомої чутливості на граничну робочу напругу:

= КU_гран. (3)

Фотоопір (рис.1) складається з шару напівпровідника, який нанесений на підкладку з ізолятора 1, поміщеного між двома струмопровідними електродами 3. Приймальна площина фото опору, як правило, захищається плівкою прозорого лаку і виконується у вигляді квадрата, прямокутника або круга. В монокристалічних фотоопорах шар напівпровідника замінений монокристалом.

Рис.1.

Іі. Опис приладів і методика вимірювання

Робота виконується на експериментальній установці, схема якої подана на рис. 2.

III. Завдання

Визначити параметри фотоопору.

IV. Хід роботи

1. Зняти темнову вольт-амперну характеристику фотоопору. Для цього, не вмикаючи джерела світла, зняти залежність струму І_т, який проходить через фотоопір, в залежності від напруги, яка подається на фотоопір. Результати вимірів занести в таблицю.

3. Увімкнути джерело світла. При незмінній освітленості (віддаль від фотоелемента до джерела світла постійна), змінюючи напругу U, яка подається на фотоопір, зняти значення сили струму І_ф. освітленого фотоопору.

Рис.2.

4. Побудувати графіки залежності темнового струму і фотоструму від напруги:

І_т = f(U)_E; I_ф= f(U)_E.

5. При постійній напрузі U для різних освітленостей: Е = І_с /l² виміряти значення струму І_ф.. Побудувати графік залежності фотоструму від освітленості:

I_ф= f(E)_U.

6. За однієї і тієї ж напруги U, яка подається на фотоопір, виміряти світловий струм І_с при освітленості Е=200 лк і темновий струм І_т через 20 с після припинення освітлення.

7. Розрахувати питому чутливість К за формулою (2).

8. Результати вимірювань та обчислень записати у звітну табл. 1.

Таблиця

Результати вимірювань та обчислень

Вольт-амперна характеристика		Світлова характеристика		Е, лк	К	ΔК
I,мА	U,B	Iф, мА	l, см

Завдання науково-дослідного характеру

Розрахувати інтегральну чутливість фотоопору.