ЛАБОРАТОРНЫЕ ПО ФИЗИКЕ 4 семестр / LR_8_6

Лабораторная работа 8.6.

ИЗУЧЕНИЕ ВНУТРЕННЕГО ФОТОЭФФЕКТА. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СПЕКТРАЛЬНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ФОТОСОПРОТИВЛЕНИЯ.

Библиографический список

1. Трофимова Т. И. Курс физики. М.: Высшая школа, 1985.

2. Савельев И.В. Курс общей физики. – М.: Наука, 1988. Т. 3.

Цель работы: получение спектральной характеристики фотосопротивления для определения спектральной области его использования.

Приборы и принадлежности: монохроматор, осветитель, фотосопротивление, микроамперметр, оптическая скамья.

Описание метода и экспериментальной установки

Фотосопротивление может быть использовано в качестве преобразователя энергии света в электрическую в том случае, если частота падающего света больше или равна частоте красно границы фотоэффекта для вещества, из которого оно сделано.

Но и при величина фототока зависит от частоты падающего света. Дело в том, что проводимость фотосопротивления зависит от частоты (длины волны) поглощаемого им света, так как поглощение фотонов различной энергии происходит по-разному. Фотоны ультрафиолетовой части спектра, несущие большую энергию, поглощаются в тонком поверхностном слое. Фотоны же инфракрасной части спектра проникают значительно глубже, но их энергия мала. Следовательно, они тоже не могут сильно увеличить проводимость. Зависимость имеет вид кривой с максимумом. У различных фотосопротивлений различны области спектральной чувствительности и максимум чувствительности приходится на различные длины волн.

Спектральная характеристика фотосопротивления – это кривая зависимости отношения фототока I при данной частоте к максимальному фототоку во всем диапазоне чувствительности фотосопротивления.

Д ля получения монохроматического излучения в настоящей работе используется монохроматор или набор светофильтров с известными длинами волн. Монохроматор – спектральный прибор для выделения из спектра сложного излучения узких спектральных участков. Монохроматор состоит из входного и выходного коллиматоров и диспергирующей системы (рис. 1), в качестве которой может быть использована призма или дифракционная решётка. Свет от осветителя 1 проходит узким пучком через щель входного коллиматора, расположенную в фокальной плоскости линзы 2, и попадает на диспергирующую призму, закрытую кожухом 3. Лучи света различной длины волны выходят из призмы параллельными пучками в различных направлениях. Эти пучки собираются линзой выходного коллиматора. Поворачивая призму с помощью установочного барабана, направляют на выходную щель свет с длиной волны, указанной на барабане 4. Против выходной щели 5 устанавливается исследуемое фотосопротивление 6. Фотосопротивление включено в цепь микроамперметра 7.

Порядок выполнения работы.

1. Ознакомиться с работой установки.

2. Включить в сеть питания фотосопротивление (220 В).

3. Записать в табл. 1 значение темнового тока при затемненном фотосопротивлении.

4. Включить осветитель 1 (трансформатор, с которым соединен осветитель, включается в сеть).

5. Установить по барабану длину волны в области 5000 – 6000 и убедиться, что луч света попадает на фотосопротивление.

6. Произвести измерение силы тока во всей области чувствительности данного фотосопротивления.

7. Шаг по шкале барабана монохроматора не обязательно должен быть постоянным. Необходимо делать чаще измерения в окрестности максимума кривой спектральной чувствительности и на её хвостах при приближении фототока к нулю.

8. Построить график зависимости .

Таблица 1

Максимальный фототок мкА, темновой ток мкА.
№	1	2	3	…
Деления барабана
,
I, мкА

9. По графику определить ширину запрещённой зоны полупроводника, из которого сделано исследуемое фотосопротивление.

Содержание

Лабораторная работа 8.1. Изучение теплового излучения методом неконтактной термометрии……………………………..3

Лабораторная работа 8.2. Изучение внутреннего фотоэффекта………………………………………………………10

Лабораторная работа 8.3. Изучение законов внешнего фотоэффекта и определение постоянной Планка………………15

Лабораторная работа 8.4. Экспериментальная проверка закона теплового излучения Планка…………………………….23

Лабораторная работа 8.5. Изучение внутреннего фотоэффекта. Получение световой характеристики фотосопротивления……………………………………………….30

Лабораторная работа 8.6. Изучение внутреннего фотоэффекта. Определение спектральной характеристики фотосопротивления……………………………………………….37

40