Добавил:

Irondo7777 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ"

Предмет:

Физика

Файл:

Laba12 (1)

.docx

Скачиваний:

Добавлен:

24.06.2025

Размер:

682.14 Кб

Скачать

☆

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 12

ИССЛЕДОВАНИЕ ВНЕШНЕГО ФОТОЭФФЕКТА

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Исследование закономерностей эффекта фотоэлектронной эмиссии (внешнего фотоэффекта); измерение работы выхода электрона и красной границы эффекта для материала фотокатода. В фотоэффекте проявляется корпускулярные свойства электромагнитного излучения.

ПРИБОРЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ: Электрическая схема экспериментальной установки представлена на рис. 1. Переключатель предназначен для управления освещенностью Ф фотокатода. Он обеспечивает протекание тока разной величины в нити лампы накаливания . С помощью переключателя обеспечивается прямое или обратное подключение фотоэлемента ФЭ к источнику напряжения.

Рисунок 1 – Схема экспериментальной установки

Для изменения прямого и обратного напряжения между электродами ФЭ электрическая схема содержит, соответственно, потенциометры и . Сила тока сквозной электропроводности фотоэлемента измеряется микроамперметром PA, а напряжение между его электродами контролируется вольтметром PU.

ПРОТОКОЛ НАБЛЮДЕНИЙ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 12

ИССЛЕДОВАНИЕ ВНЕШНЕГО ФОТОЭФФЕКТА ИЗЛУЧЕНИЯ

Таблица 1 – Вольтамперная характеристика фотокатода

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

1. Построим графики зависимости фототока фотоэлемента от напряжения I = I (U) для трех значений освещенности катода:

Для зеленого светофильтра

Для синего светофильтра:

2. Заполним таблицу 12.3 зависимости тока насыщения от освещенности фотокатода:

Светофильтр	Зеленый λ₁ = 550 нм			Синий λ₂ = 515 нм
№	2	3	4	2	3	4
E_i , Вт м²	0,15	0,07	0,02	1,6	0,9	0,4
I_Н , мкА	0,46	0,22	0,08	2,28	1,05	0,4
k = I_Н/E, мкА м²/Вт	3,07	3,14	3.5	1,43	1,17	1
	0,04	0,09	0,25	0,01	0,02	0,05
= hck/eSλ = ak	1,54E-02	1,58E-02	2,01E-02	7,64E-03	6,25E-03	5,36E-03
	2,22E-04	4,60E-04	1,26E-03	5,45E-05	1,11E-04	2,79E-04

3. Построим графики зависимостей I_н = I_н(Е)

Для зеленого светофильтра:

Для синего светофильтра:

4. Расчитаем k значение для k  k  k с P  95 % .

Зеленого светофильтра:

k_i	3.07	3.14		3.5	θ k=0.13
k ↑_i	3.07	3.14		3.5	=3.3 R = k ↑_N – k ↑₁ =0.43
Ui = ki+1 –ki	0.07		0.36			U_i<U_P,N R =0.4
∆k_i = k_i –	-0.23	-0.16		0.2	∑∆k_i = 0
(∆k_i)²	0.0529	0.0256		0.04	∑(∆k_i)² =0.01185
 =0.559       = 3.3 ± 0.6

Синего светофильтра:

k_i	1	1.17		1.43	θ k=0.03
k ↑_i	1	1.17		1.43	=1.2 R = k ↑_N – k ↑₁ =0.43
Ui = ki+1 –ki	0.17		0.26			U_i<U_P,N R =0.4
∆k_i = k_i –	-0.2	-0.03		0.23	∑∆k_i = 0
(∆k_i)²	0.04	0.0009		0.0529	∑(∆k_i)² =0.0938
 =0.559       = 1.2 ± 0.5

5. Расчитаем U значение для U  U  U с P  95 % .

Зеленого светофильтра:

U_i	0.38	0.43		0.5		0.6		0.81	θ U =0.01
U ↑_i	0.38	0.43		0.5		0.6		0.81	U =0.54 R = U ↑_N – U ↑₁ =0.43
Ui = Ui+1 –Ui	0.05		0.07		0.1		0.21		U_i<U_P,N R =0.275
∆U_i = U_i – U	-0.16	-0.09		-0.04		0.06		0.27	∑∆U_i = 0
(∆U_i)²	0.0269	0.013		0.0019		0.0031		0.078	∑(∆U_i)² =0.11
 =0.219       = 0.5 ± 0.2

Синего светофильтра:

U_i	0.62	0.97		1.07		1.2		1.3	θ U =0.01
U ↑_i	0.62	0.97		1.07		1.2		1.3	U =1.04 R = U ↑_N – U ↑₁ =0.68
Ui = Ui+1 –Ui	0.32		0.1		0.13		0.1		U_i<U_P,N R =0.435
∆U_i = U_i – U	-0.41	-0.06		0.04		0.17		0.27	∑∆U_i = 0
(∆U_i)²	0.1697	0.0036		0.0016		0.0282		0.071	∑(∆U_i)² =0.231
 =0.347       = 1.0 ± 0.3