lab 13 (3s)
.docx
Обработка результатов.
Лабораторная работа №13. «Исследование характеристик фотоэлемента с внешним фотоэффектом»
Таблица
1.
Нм |
U, B |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
18 |
20 |
22 |
24 |
|
IT, мкА |
0,26 |
0,3 |
0,37 |
0,41 |
0,46 |
0,51 |
0,55 |
0,6 |
0,64 |
0,7 |
0,75 |
0,8 |
0,85 |
0,9 |
0,95 |
0,99 |
1,09 |
1,20 |
1,28 |
1,37 |
λ = 470 |
I, мкА |
2,02 |
2,22 |
2,32 |
2,43 |
2,47 |
2,54 |
2,59 |
2,64 |
2,7 |
2,75 |
2,82 |
2,87 |
2,92 |
2,96 |
3,02 |
3,06 |
3,17 |
3,27 |
3,35 |
3,43 |
|
IФ, мкА |
1,76 |
1,92 |
1,95 |
2,02 |
2,01 |
2,03 |
2,04 |
2,04 |
2,06 |
2,05 |
2,07 |
2,07 |
2,07 |
2,06 |
2,07 |
2,07 |
2,08 |
2,07 |
2,07 |
2,06 |
λ = 520 |
I, мкА |
1,54 |
1,64 |
1,71 |
1,79 |
1,83 |
1,83 |
1,93 |
1,97 |
2,04 |
2,09 |
2,14 |
2,19 |
2,24 |
2,29 |
2,35 |
2,39 |
2,49 |
2,58 |
2,66 |
2,76 |
|
IФ, мкА |
1,28 |
1,34 |
1,34 |
1,38 |
1,37 |
1,32 |
1,38 |
1,37 |
1,4 |
1,39 |
1,39 |
1,39 |
1,39 |
1,39 |
1,4 |
1,4 |
1,4 |
1,38 |
1,38 |
1,39 |
λ = 565 |
I, мкА |
0,83 |
0,91 |
0,96 |
1,03 |
1,07 |
1,12 |
1,16 |
1,23 |
1,27 |
1,34 |
1,39 |
1,42 |
1,47 |
1,52 |
1,58 |
1,63 |
1,72 |
1,81 |
1,91 |
1,99 |
|
IФ, мкА |
0,57 |
0,61 |
0,59 |
0,62 |
0,61 |
0,61 |
0,61 |
0,63 |
0,63 |
0,64 |
0,64 |
0,62 |
0,62 |
0,62 |
0,63 |
0,64 |
0,63 |
0,61 |
0,63 |
0,62 |
График
зависимости величины фототока от
напряжения:
Насыщение для волны 470 нм достигается при 9 В и равняется 2,06 мкА.
Насыщение для волны 520 нм достигается при 9 В и равняется 1.4 мкА
Насыщение для волны 565 нм достигается при 10 В и равняется 0,64 мкА
Фототок будет зависеть от длины волны. Найдем эту зависимость. Энергия одного кванта света равна hn, где - частота света. Число фотонов (квантов света) равна Ф/hn . Число же электронно-дырочных пар, созданных светом в фотодиоде, пропорционально числу падающих фотонов. Поэтому фототок будет обратно пропорционален частоте света или прямо пропорционален длине световой волны l, так как l ~ 1/n.
Таблица
2.
нм |
Ф |
0 |
0.1 |
0.2 |
0.3 |
0.4 |
0.5 |
0.6 |
0.7 |
0.8 |
0.9 |
1.0 |
1.1 |
1.2 |
λ = 470 |
I, мкА |
1,24 |
1,32 |
1,46 |
1,63 |
1,85 |
2,07 |
2,32 |
2,57 |
2,83 |
3,1 |
3,37 |
3,65 |
3,94 |
|
IФ, мкА |
-0,04 |
0,04 |
0,18 |
0,35 |
0,57 |
0,79 |
1,04 |
1,29 |
1,55 |
1,82 |
2,09 |
2,37 |
2,66 |
λ = 520 |
I, мкА |
1,25 |
1,36 |
1,50 |
1,65 |
1,79 |
1,96 |
2,09 |
2,24 |
2,4 |
2,54 |
2,7 |
2,83 |
2,98 |
|
IФ, мкА |
-0,03 |
0,08 |
0,22 |
0,37 |
0,51 |
0,68 |
0,81 |
0,96 |
1,12 |
1,26 |
1,42 |
1,55 |
1,7 |
Таблица
3.
|
430 |
470 |
520 |
565 |
590 |
660 |
700 |
860 |
I, мкА |
2,79 |
3,10 |
2,54 |
1,84 |
1,55 |
1,34 |
1,30 |
1,26 |
IФ, мкА |
1,51 |
1,82 |
1,26 |
0,56 |
0,27 |
0,06 |
0,02 |
-0,02 |
Спектральная
характеристика фотоэлемента
Красная граница примерно равна 690 нм.
Авых =hc/ =1.77 эВ.
Совпадает для Авых цезия равной 1.81 эВ.
Вывод:
в ходе лабораторной работы рассчитаны
спектральная характеристика фотоэлемента;
кривые
;
графики зависимости величины фототока
от напряжения.
Вычислена красная граница: 690 нм.
Рассчитана работа выхода: 1,77 эВ