Описание оборудования и порядок работы
В
работе исследуется вакуумный фотоэлемент
с сурьмяно–цезиевым катодом. Красная
граница фотоэффекта
мкм.
Площадь фотокатода 2·10-3м2.
Лабораторная установка позволяет:
Исследовать вольтамперную характеристику (ВАХ) фотоэлемента.
Определить его интегральную чувствительность.
Проверить первый закон фотоэффекта.
Электрическая схема установки показана на рис.5. Потенциометром P плавно изменяют напряжение, подаваемое на анод A. Величина напряжения измеряется вольтметром, сила фототока микроамперметром. Катод К освещается лампой накаливания Л, которая может перемещаться вдоль линейки АB. Интенсивность света, падающего на катод, регулируется расстоянием r между лампой и фотоэлементом Ф.
Рис. 5.
Снятие вах фотоэлемента
1. Установите источник света Л на заданном расстоянии r от фотоэлемента.
2. Изменяя потенциометром анодное напряжение Uа от 0 до 150 В через 10 В, снимите зависимость силы фототока от напряжения. Данные занесите в таблицу 1
Постройте график зависимости силы фототока от анодного напряжения.
Таблица 1
Uа, В |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
110 |
120 |
1130 |
Іа, мкА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Определение интегральной чувствительности фотоэлемента
По графику построенной ВАХ определите силу тока насыщения Ін.
По табл. 2 найдите соответствующий расстоянию световой поток Ф .
По формуле γ = Ін/Ф (мкА/лм) определите интегральную чувствительность исследуемого фотоэлемента .
Таблица 2
Расстояние r от лампы до фотоэлемента, см |
30 |
31 |
32 |
33 |
34 |
35 |
36 |
Интенсивность света, Вт/м2 |
450 |
425 |
400 |
375 |
350 |
325 |
300 |
Световой поток, Ф, лм |
0,9 |
0,85 |
0,80 |
0,75 |
0,70 |
0,65 |
0,60 |
Проверка 1-го закона фотоэффекта
1. Установите анодное напряжения, соответствующее току насыщения (U 100 В).
Изменяя расстояние между лампой r и фотоэлементом от 30 до 36 см через 1 см, снимите зависимость силы тока насыщения от интенсивности света. Постройте график этой зависимости и убедитесь, что ток насыщения, а, следовательно, и число вылетающих с поверхности катода за единицу времени электронов пропорционально интенсивности света.