Лаба 32, 33, 311, 313 / Лаба №3

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ «БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Лабораторная работа № 3.3

Тема:

«Изучение внешнего фотоэффекта»

Выполнили студенты группы	Проверила:

Минск, 2012

1. Цель работы.

а) Изучить основные закономерности внешнего фотоэффекта.

б) Построить вольт-амперные характеристики фотоэлемента при различных значениях светового потока.

в) Исследовать зависимость фототока насыщения от светового потока.

2. Теоретическое введение.

Световой характеристикой фотоэлемента называется зависимость фототока от потока при заданном постоянном напряжении на аноде (относительно катода), т.е.

I = k, , где I - фототок в микроамперах;

Ф - световой поток источника света в люменах (лм); k - коэффициент пропорциональности, называемый интегральной чувствительностью фотоэлемента.

Вольт - амперной характеристикой фотоэлемента называется зависимость фототока от напряжения на электродах фотоэлемента при постоянном световом потоке, т.е.

I = f(U) , Ф = const.

Величина светового потока рассчитывается следующим образом. Допустив, что используемый источник света - точечный, полный световой поток равен

, где J - сила света источника; 4 - полный телесный угол в стерадианах.

Световой поток, падающий на фотокатод площадью S, отстоящий от источника света на расстоянии R, определяется формулой

, где - телесный угол, под которым видна площадь из точки, в которой находится источник света.

3. Описание установки. Лабораторные принадлежности.

Внешний фотоэффект используется в приборах, которые называются фо-тоэлементами. Устройство фотоэлемента показано на рис. 4, а. Он состоит из стеклянного баллона 1, фотокатода 2 в виде тонкого слоя цезия на внутренней поверхности баллона, металлического анода 3 в виде кольца (не мешающего попаданию света на фотокатод) и внешних выводов 4 и 5 (Рисунок 1).

Рисунок 1: Лабораторная установка.

4. Ход работы. Результаты измерений.

S_{фотокатода} = 3 см²;

I_C2 = 40 при P_A = 12 Вт;

j = 40 кд (при мощности P = 12 Вт );

Таблица 1

r1 (См)	3,1
Φ1 (Вт)	12,4
U (В)	8	10	14	19	54
I (мкА)	4	6	8	10	14

Таблица 2

r2 (См)	3,5
Φ2 (Вт)	9,8
U (В)	5	9	12	16	24
I (мкА)	4	6	8	10	12

Таблица 3

r3 (См)	4
Φ3 (Вт)	7,5
U (В)	3	5	8	13	20
I (мкА)	2	4	6	8	10

Таблица 4

r4 (См)	4,5
Φ4 (Вт)	6
U (В)	8	10	13	15	18
I (мкА)	2	4	5	6	8

Вольт-амперная характеристика I1 = I(U1) при Φ1 = const

Вольт-амперная характеристика I2 = I(U2) при Φ2 = const

Вольт-амперная характеристика I3 = I(U3) при Φ3 = const

Вольт-амперная характеристика I4 = I(U4) при Φ4 = const

График зависимости Iн = I(Ф) силы тока насыщения от светового потока

5. Вывод:

Изучили основные закономерности внешнего фотоэффекта, исследовали зависимость фототока насыщения от освещенности фотокатода, сняли вольтамперную характеристику фотоэлемента, по полученным данным построили графики.