Лабораторная работа 11. ИССЛЕДОВАНИЕ ВНЕШНЕГО ФОТОЭФФЕКТА / LabR11

Расчетная часть

1. Постройка графиков зависимости силы тока сквозной электропроводности фотоэлемента от напряжения для трех значений освещенности фотокатода по данным таблицы 1.

Определение силы тока насыщения I_н для Ф₂, Ф₃ и Ф₄ по графику:

,

,

.

2. Постройка графика зависимости тока насыщения от освещенности фотокатода.

Аппроксимирующая линейная функция: I_н = aФ, где a = 2,131 10^-6.

3. Определение квантового выхода электронов.

4. Статистическая обработка результатов измерений запирающего напряжения для излучения с частотой и с частотой по данным табл. 2.

Обработка данных прямых измерений величины , N = 5, P = 95 %:

xi	-0,526	-0,527	-0,515	-0,527	-0,527	θx = 0,001
x↑i	-0,515	-0,526	-0,527	-0,527	-0,527	R = -0,012
xi+1 - xi	-0,011	-0,001	0	0		Up,n R = -0,00768

|x₂ – x₁| > |Up,n R|, следовательно, x₁ – содержит грубую погрешность, исключим его из выборки, N = 4:

xi	-0,526	-0,527	-0,527	-0,527	θx = 0,001
x↑i	-0,526	-0,527	-0,527	-0,527	R = -0,001
xi+1 - xi	-0,001	0	0	0	Up,n R = -0,00076

|x₂ – x₁| > |Up,n R|, следовательно, x₁ – содержит грубую погрешность, исключим его из выборки, N = 3:

xi

-0,527

-0,527

-0,527

θx = 0,001

Так как все три значение одинаковые, то СКО среднего будет равно нулю, следовательно, значение случайной погрешности тоже. Тогда полная погрешность результата измерения:

Окончательный результат:

В.

Обработка данных прямых измерений величины , N = 5, P = 95 %:

xi	-0,361	-0,361	-0,367	-0,367	-0,374	θx = 0,001
x↑i	-0,361	-0,361	-0,367	-0,367	-0,374	= - 0,366, R = -0,013
xi+1 - xi	0	-0,006	0	-0,007		Up,n R = -0,00832
Δxi	0,005	0,005	-0,001	-0,001	-0,008	∑Δxi = 0
(Δxi)2	2,5 10-5	3 10-5	0,1 10-5	0,1 10-5	6,4 10-5	∑(Δxi)2 = 12 10-5

Выборочное СКО среднего:

Случайная погрешность:

Оценочное значение погрешности:

Относительная погрешность:

Полная погрешность:

.

Округление результата:

Окончательный результат:

В.

5. Определение работы выхода электронов.

6. Постройка графика зависимости запирающего напряжения от частоты.

Аппроксимирующая линейная функция: U₃(ν) = mν + n, где m = -4,2368 10^-15, n = 1,9431.

7. Оценка постоянной Планка.

8. Определение граничной частоты фотоэффекта для материала фотокатода.

Вывод

Было произведено исследование закономерностей эффекта фотоэлектронной эмиссии (внешнего фотоэффекта); измерение работы выхода электрона и красной границы эффекта для материала фотокатода.

14