- •Задание 1. Построение эквипотенциальных и силовых линий, расчет напряженности поля в заданных точках. Порядок выполнения работы.
- •Задание 2. Исследование электростатического поля в заданном направлении.
- •Порядок выполнения задания
- •Измерение эдс методом известных сопротивлений
- •Примечание.
- •Порядок выполнения задания.
- •Измерение эдс источника методом компенсации
- •Порядок выполнения задания
- •Лабораторная работа № 24 Шунтирование миллиамперметра
- •Методика эксперимента
- •Порядок выполнения работы
- •14. Сделайте выводы по результатам работы. Лабораторная работа №26 Измерение емкостей методом мостиковой схемы и расчет емкостных сопротивлений в цепях переменного тока
- •Порядок выполнения работы Задание 1 Измерение неизвестных емкостей мостиковой схемой
- •Порядок выполнения работы
- •10. Сделайте выводы по результатам работы.
- •Лабораторная работа №28
- •Определение индуктивности катушки и магнитной проницаемости ферромагнитного тела
- •Методика эксперимента
- •Задание 1. Определение индуктивности контура.
- •Задание 2. Определение магнитной проницаемости ферромагнитного сердечника в постоянном магнитном поле. Методика эксперимента
- •Порядок выполнения задания
- •Задание 3. Определение магнитной проницаемости ферромагнитного сердечника в переменном магнитном поле. Методика эксперимента
- •Порядок выполнения задания.
- •Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа №32а Интерферометрические измерения на основе опыта Юнга
- •Методика эксперимента
- •Порядок выполнения работы Задание 1 Определение расстояния между двумя отверстиями в фольге интерферометрическим методом
- •Задание 2 Опытное подтверждение линейной зависимости между и l.
- •Лабораторная работа № 32б Определение геометрических размеров при помощи бипризмы Френеля.
- •Методика эксперимента.
- •Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа № 34 Определение длины световой волны и характеристик дифракционной решетки
- •Методика эксперимента
- •Порядок выполнения работы Задание 1. Определение длины световой волны
- •Задание 2. Определение угловой дисперсии и оценка разрешающей способности решетки
- •Лабораторная работа № 35 Определение концентрации растворов сахара и постоянной вращения. Методика эксперимента
- •Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа № 36 Снятие вольтамперных характеристик фотоэлемента и определение его чувствительности
- •Методика эксперимента
- •Порядок выполнения работы Задание 1. Снятие вольтамперных характеристик.
- •Порядок выполнения работы Задание 1. Определение работы выхода электронов из вещества катода и максимальной скорости фотоэлектронов.
Порядок выполнения работы Задание 1. Снятие вольтамперных характеристик.
1. Включите осветитель и установите его на расстоянии 8-13 см. от фотоэлемента (по заданию преподавателя).
2. Изменяя напряжение между катодом и анодом фотоэлемента с помощью потенциометра П, определите максимальное значение фототока - Iнас.
3. Меняя напряжение в сторону его уменьшения, получите несколько значений фототока и его значение при Uа=0.
4. Измерения произведите для нескольких значений R (n=3,4) и результаты измерений запишите в таблицу 1 рабочей тетради.
5. Для каждого значения R рассчитайте величину светового потока Ф по формуле (2).
6. Постройте семейство вольтамперных характеристик фотоэлемента, т.е. зависимость для различных значений светового потока Ф.
Задание 2.
Определение чувствительности фотоэлемента.
1. Занесите в таблицу 2 рабочей тетради значения Iнас и соответствующие им значения светового потока Ф.
2. Постройте график зависимости силы тока насыщения Iнас от величины светового потока Ф.
3. Выберите на графике рис. 36.3 две точки и определите чувствительность фотоэлемента по формуле
4. Сделайте выводы по результатам работы.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 36А
Изучение закономерностей фотоэффекта.
Цель работы: применение фотоэффекта для определения работы выхода и постоянной Планка.
Методика эксперимента
Фотоэлектрический эффект – испускание электронов веществом под действием света.
Электрическая схема измерительной установки дана на рис. 36А.1.
Установка состоит из источника света Л, вакуумного фотоэлемента ФЭ и сменных светофильтров СФ. Свет, пройдя через светофильтр, пропускающий определенный диапазон длин волн, освещает катод К, изготовленный из исследуемого материала. Электроны, испущенные катодом вследствие фотоэффекта, перемещаются к аноду А. В результате по цепи (рис. 36А.1) течет фототок, измеряемый гальванометром Г. Напряжение между анодом и катодом можно изменять с помощью потенциометра П и измерять вольтметром V.
Полученная вольтамперная характеристика (то есть кривая зависимости фототока I от напряжения между электродами U) приведена на рис. 36А. 2
Естественно, что характеристика снимается при неизменном потоке света Ф. Из этой кривой видно, что при некотором не очень большом прямом напряжении фототок достигает насыщения — все электроны, испущенные катодом, попадают на анод. Следовательно, сила тока насыщения Iн определяется количеством электронов, испускаемых катодом в единицу времени под действием света.
Пологий ход кривой указывает на то, что электроны вылетают из катода с различными скоростями. Доля электронов, отвечающая силе тока при U = 0, обладает скоростями, достаточными для того, чтобы долететь до анода «самостоятельно», без помощи ускоряющего поля. Для обращения силы тока в нуль нужно приложить задерживающее напряжение Uз. При таком напряжении ни одному из электронов, даже обладающему при вылете из катода наибольшим значением скорости , не удается преодолеть задерживающее поле и достигнуть анода. Поэтому можно написать, что
, (1)
где т и е – масса и заряд электрона. Таким образом, измерив задерживающее напряжение Uз, можно определить максимальное значение скорости фотоэлектронов.
Энергия, полученная электроном, доставляется ему в виде кванта , который усваивается им целиком. Часть этой энергии, равная работе выхода (наименьшая энергия, которую необходимо сообщить электрону для того, чтобы удалить его из вещества в вакуум), затрачивается на то, чтобы электрон мог покинуть тело. Остаток энергии образует максимальную кинетическую энергию электрона, покинувшего вещество. В этом случае выполняется уравнение Эйнштейна
(2)
Если учесть (1), то получим
(3)