Порядок выполнения лабораторной работы
Запустите на компьютере программу «Открытая физика 1.1», на экране монитора выберите раздел «Оптика», затем «Фотоэффект».
Эксперимент 1.
«Определение постоянной Планка и работы выхода фотоэлектрона»
Внимательно рассмотрите картинку в средней части монитора. Найдите регуляторы с движками, задающими значение мощности P источника света, напряжение U на электродах фотоэлемента и длину волны λ падающего излучения. С помощью движков регуляторов установите:
нулевое напряжение U между анодом и фотокатодом
мощность падающего излучения P = 0,5 мВт.
Зацепив мышью, перемещайте метку на спектре, постепенно увеличивая длину волны облучения фотокатода. Добейтесь полного отсутствия фототока. Зафиксируйте самую большую длину волны (она будет равна
),
при которой фототок еще присутствует.
Запишите значение длины волны красной
границы фотоэффекта (
)
в таблицу 1.Установите значение запирающего напряжения
в соответствии с таблицей 2 для Вашей
бригады.Перемещая мышью метку на спектре, установите такое максимальное значение длины волны, при котором прекращается фототок (практически все электроны долетают до анода и после этого движутся обратно к катоду). Значения и
занесите
в таблицу 1.
Таблица 1
λкр =_______ нм
|
№ п/п |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
UЗАП.,В |
|
|
|
|
|
λ, нм |
|
|
|
|
|
1/λ, нм-1 |
|
|
|
|
|
№№ п/п |
1-4 |
2-3 |
1-3 |
4-2 |
|
h, Дж• с |
|
|
|
|
|
АВЫХ, Дж |
|
|
|
|
Таблица 2
Значения запирающего напряжения
(не перерисовывать)
|
Бригады |
UЗАП1, В |
UЗАП2, В |
UЗАП3, В |
UЗАП4, В |
|
1,5 |
-0,1 |
-0,3 |
-0,6 |
-0,8 |
|
2,6 |
-0,2 |
-0,4 |
-0,6 |
-0,9 |
|
3,7 |
-0,3 |
-0,5 |
-0,7 |
-1,0 |
|
4,8 |
-0,4 |
-0,7 |
-0,8 |
-1,1 |
Повторите п. 3-4 с другими значениями запирающего напряжения из таблицы 2, соответствующими Вашей бригаде.
Вычислите и запишите в таблицу 1 обратные длины волн.
Постройте график зависимости запирающего напряжения
от
величины 1/.Определите постоянную Планка, используя формулу
,
где е
– заряд электрона, с
– скорость света в вакууме (с
=
м/с).
Для вычисления брать попарно значения запирающего напряжения и обратной длины волны из таблицы 1. Полученные значения постоянной Планка запишите в таблицу 1.
Используя длину волны красной границы фотоэффекта, вычислите для каждого значения постоянной Планка из таблицы 1 значение работы выхода электрона из материала фотокатода по формуле
.
Рассчитайте погрешность полученных данных работы выхода и постоянной Планка как для прямых измерений.
Сопоставьте полученное значение работы выхода с данными таблицы 5.
Таблица 5