
502.5.2. Измерение запирающего напряжения.
Наблюдая в окуляр монохроматора, поворотом барабана 7 совместите яркую фиолетовую линию (404,7 нм) с указателем.
Замените окулярную головку 11 на головку с фотоэлементом 2. Для этого поверните стопорный винт 10 против часовой стрелки и извлеките окулярную головку, а на ее место опустите головку 2.
Микровинтом 6 установите ширину входной щели 2 мм.
Включите фотоэлемент переключателем 12.
Переключатель 13 поставьте в положение «-».
Подготовьте наноамперметр к опыту в соответствии с правилами.
Ручкой потенциометра 14 установите на вольтметре 3 напряжение
.
Вращая ручку потенциометра 14, увеличивайте анодное напряжение до тех пор, пока стрелка наноамперметра не остановится.
Напряжение, при котором стрелка амперметра остановилась, запишите в таблицу 502.1
Повторите измерения по пунктам 12 – 14 еще 2 раза.
502.5.3. Снятие вольт-ампепрных характеристик.
Затвор монохроматора 8 переведите в положение «ЗАКР».
Переключатель 13 поставьте в положение «+».
Ручкой потенциометра 14 установите на вольтметре 3 напряжение
.
Согласно правилам работы с амперметром, подготовьте амперметр к данному опыту.
Переведите затвор монохроматора 8 в положение «ОТКР».
Измерьте величину фототока для значений ускоряющего напряжения от 0 до 3 В через 0,6 В. Величину фототока занесите в таблицу 502.2.
Смените головку фотоэлемента 2 на окулярную головку 11.
Микровинтом 6 установите ширину входной щели 0,20 мм.
Повторите измерения по пунктам 6 – 23 для синей (435,6 нм) и зеленой (546,7 нм) линий спектра ртути.
502.5.4. Выключение лабораторной установки.
Выключите амперметр в соответствии с правилами работы с наноамперметром.
Выключите фотоэлемент переключателем 12.
Выключите ртутную лампу. Для этого на блоке питания лампы 1 последовательно отключите тумблеры «ЛАМПА ДРШ» и «СЕТЬ».
Обработка результатов измерений.
1) Вычислите значения циклической частоты соответствующие длинам волн исследованных спектральных линий по формуле:
2)На
миллиметровой бумаге постройте график
зависимости
.
Через экспериментальные точки проведите прямую линию. Определите координаты точек ее пересечения с осями координат
По определенным
и
вычислите по формуле
постоянную Планка и по формуле
работу выхода. Занесите вычисленные значения в таблицу 502.3.
Таблица 502.1. Измерение запирающего напряжения.
-
Длина волны
Частота
Задерживающее напряжение
Нм
Дел
Дел
Дел
Дел
В
Таблица 502.2. Вольт – амперные характеристики фотокатода.
-
Длина волны,
, нм
U, В
0
0,6
1,2
1,8
2,4
3,0
404,7
I, нА
435,6
I, нА
546,6
I, нА
Таблица 502.3. Однократные измерения.
-
,
,
В
Работа выхода
Красная граница
Нм
Постоянная Планка
,
Дж с
эВ
Контрольные вопросы.
Что называют фотоэффектом, что называют внешним фотоэффектом.
В чем смысл закона сохранения энергии для фотоэлектрического эффекта.
Что называют красной границей фотоэффекта.
Объясните основные закономерности фотоэффекта.
Поясните ход вольт-амперной характеристики фотоэлемента.
Как определить работу выхода электрона из вещества.
Объясните с точки зрения зонной теории твердого тела, почему внешний фотоэффект легче всего наблюдается у металлов.
Где используется явление фотоэффекта.