Лабораторная работа № 3 изучение законов внешнего фотоэффекта. Определение интегральной чувствительности фотоэлемента

Оборудование – вакуумный фотоэлемент CЦB, оптическая скамья, лампа накаливания, блок питания фотоэлемента, микроамперметр, вольтметр, потенциометр.

Цель работы – снять вольт-амперную и световую характеристики вакуумного фотоэлемента, определить интегральную чувствительность фотоэлемента.

Описание установки

Принципиальная электрическая схема установки показана на рис. 2.3. Установка состоит из источника света 1, который при помощи сетевого кабеля подключается к сети переменного тока напряжением 220 В; фотоэлемента СЦВ 2; электроизмерительных приборов – вольт-метра V и микроамперметра А; потенциометра R; блока питания БП. Вольтметр, микроамперметр, потенциометр и блок питания смонтиро-ваны в одном корпусе. Фотоэлемент и источник питания располагаются на оптической скамье.

Рис.2. 3. Принципиальная электрическая схема установки 1 – источник света (лампа накаливания), 2 – фотоэлемент,V – вольтметр, А – микроамперметр, R – потенциометр, БП - блок питания

Порядок выполнения работы

Задание I

Снятие вольт-амперной характеристики фотоэлемента при

1. Произвести центровку всех деталей установки: центр нити лампы накаливания и центр отверстия фотоэлемента должны быть на одном уровне. Центровку осуществляют регулированием высоты подъёма элементов установки и их поворотом относительно оси. По окончании центровки все элементы установки закрепляются крепёжными винтами.

2. Расположить фотоэлемент на заданном расстоянии от источника света.

3. Включить лампу и фотоэлемент.

4. Не изменяя положения лампы и фотоэлемента (), потенциометром R увеличивать напряжение на фотоэлементе от минимальной до максимально возможной величины. Значения фототока i и напряжения U занести в таблицу 3.1.

Таблица 3.1

r1 = , cм			r2 = , cм
U, В	i, мкА	U, В		i, мкА
0 10 20 …..		0 10 20 …..

5. Установить фотоэлемент на другом заданном расстоянии от лампы и провести измерения согласно пункту 4 настоящего раздела.

Задание II

Снятие световой характеристики фотоэлемента

Световой характеристикой фотоэлемента называют зависимость фототока насыщения от освещенности E фотокатода: , при .

1. Расположить фотоэлемент на минимальном расстоянии от источника света, замерить его и записать в таблицу 3.2.

Таблица 3.2

U = , В
r, см	E	iН, мкА	tg 	
…..

2. На фотоэлемент подать напряжение в области тока насыщения и измерить величину фототока. Область тока насыщения определить по вольт-амперной характеристике.

3. Не меняя величины напряжения (), увеличить расстояниеr на 5 см и снова измерить фототок.

4. Продолжать увеличивать расстояние r на 5 см, всякий раз записывая величину фототока, до тех пор пока ток не будет равен нулю или минимальным.

5. Для каждого расстояния r рассчитать относительную освещенность, т.е. освещенность при данном расстоянии относительно той, которая принята за единицу. Если освещенность при максимальном расстоянии принять равной 1, то освещенность при любом другом расстоянииr, меньшем максимального, будет

.

Это следует из выражения (2.8). Если принять освещённость при , то, следовательно,, так как.

После окончания измерений необходимо отключить установку.