Виконання роботи.

Завдання 1. Дослідження прямої галузі вольт-амперної характеристики фотоелемента.

1. Установити довжину хвилі, що відповідає синьому світлу (400 нм). Потужність світлового потоку установити рівної 1 мвт. Змінюючи напругу на фотоелементі, зняти залежність фотоструму від напруги. Повторити виміру фотоструму при інших значеннях освітленості катода (0,6 мвт і 0,3 мвт). Результати вимірів занести в таблицю 1.

Таблиця 1.

Uз, У	0	0,3	0,6	0,9	1,2	1,5	1,8	2,1	2,4	2,7	3
р=1мВт
р=0,6мВт
р=0,3мВт

2. Побудувати графік залежності фотоструму від прямої напруги на фотоелементі для різних значень потужності світлового випромінювання. З графіків установити залежність сили струму насичення від освітленості фотокатода. Зробити висновок.

Контрольні запитання:

1. Що таке фотоефект. Сформулювати закони Столетова для фотоефекта.

2. Записати і розшифрувати рівняння Ейнштейна для фотоефекта.

3. Що називають червоною границею фотоефекта.

Лабораторне заняття № 23

Тема: Визначення постійної Планка.

Мета роботи: визначити постійну Планка.

Теоретичні відомості.

Рівняння Ейнштейна для зовнішнього фотоефекта, що відображає закон збереження енергії, має вигляд: (1)

Залежність затримуючої різниці потенціалів U_з від частоти  падаючого світла має вигляд: (2)

Графік цієї залежності є прямій, перетинання якої з віссю ординат визначає відношення роботи виходу до елементарного заряду, відкіля робота виходу дорівнює: (3)

Крапка перетинання прямій з віссю абсцис визначає червону границю фотоефекту _min, а тангенс кута нахилу прямій до осі частот визначається тільки постійної Планка і зарядом електрона.

Остання формула дозволяє експериментально визначити постійну Планка: (4)

Виконання роботи.

3. Установити довжину хвилі, що відповідає синьому світлу (400 нм). Потужність світлового потоку установити рівної 1 мвт. Змінюючи зворотну напругу на фотоелементі, зняти залежність фотоструму від напруги. Повторити виміру фотоструму для довжини хвилі 500 нм. Результати вимірів занести в таблицю 2.

Таблиця 1.

Uз, У

0

–0,1

–0,2

–0,3

–0,4

–0,5

–0,6

–0,7

–0,8

–0,9

–1

–1,1

–1,2

400нм

500нм

4. За даними таблиці 1 побудувати графіки залежності сили фотоструму від зворотної напруги. Знайти значення затримуючої напруги для довжин хвиль 400 нм і 500 нм і по формулі (4) визначити роботу виходу А_вых для матеріалу фотокатода. Частоту падаючого світла розрахувати по формулі , де з = 3*10⁸ м/с – швидкість світла у вакуумі.

5. Побудувати графік залежності затримуючої напруги U_з від частоти падаючого світла. За графіком визначити постійну Планка, роботу виходу в еВ і червону границю фотоефекта _min. Зіставити отримані результати і зробити висновок.