Упражнение 1. Снятие вах фотоэлемента
1. Ознакомились с экспериментальной установкой; научились пользоваться источником питания и измерительными приборами.
2. Перемещая вдоль оптической скамьи расположенные на ней источник света Л и фотоэлемент ФЭ, установим их на заданном (согласно рекомендациям к работе) расстоянии L друг от друга. Значение L запишем в левую часть табл. 1. (L=115, L=155)
Таблица 1
L=11,5 см |
L=15,5 см |
||
U, В |
I, мкА |
U, В |
I, мкА |
0 |
0,025 |
0 |
0,019 |
2 |
9,589 |
2 |
7,165 |
4 |
13,37 |
4 |
9,987 |
6 |
15,02 |
6 |
11,22 |
8 |
15,94 |
8 |
11,91 |
10 |
16,53 |
10 |
12,35 |
15 |
17,35 |
15 |
12,97 |
20 |
17,78 |
20 |
13,29 |
25 |
18,05 |
25 |
13,49 |
30 |
18,23 |
30 |
13,62 |
40 |
18,45 |
40 |
13,79 |
50 |
18,59 |
50 |
13,89 |
60 |
18,68 |
60 |
13,96 |
70 |
18,75 |
70 |
14,01 |
80 |
18,8 |
80 |
14,05 |
3. Замкнем переключатель П в положение 1. Источник питания ИП установите на нуль снимаемого напряжения.
4. Поместим в карман на корпусе фотоэлемента светофильтр СФ (красный).
5. Включим в сеть источник питания ИП, цифровой вольтметр V и осветитель Л.
6. Увеличивая подаваемое на фотоэлемент напряжение, заносите показания вольтметра (U) и микроамперметра (I ) в таблицу до тех пор, пока не будет достигнуто насыщение (при дальнейшем повышении напряжения фототок практически не будет изменяться).
7. Изменим в соответствии с рекомендациями расстояние L и запишим его значение в правую часть табл. 1. Установим источник питания на нуль.
8. Повторите п. 6.
9. По результатам проделанных измерений построим на одном графике обе вольт-амперные характеристики.
Упражнение 2. Определение работы выхода электронов
1. Установим источник питания на нуль снимаемого напряжения. Замкнем переключатель в положение 2. Поставим первый из перечисленных в табл. 2 светофильтров.
Таблица 2
№ |
Светофильтр |
l, мкм |
Uз ,В |
Ав, эВ |
D Ав, эВ |
(Ав )2, эВ2 |
1 |
Синий 1 |
0,43 |
0,946875 |
4,96577 |
-0,12121 |
0,01469 |
2 |
Синий 2 |
0,46 |
0,7125 |
5,08383 |
-0,00315 |
0,00001 |
3 |
Зеленый |
0,5 |
0,434375 |
5,24320 |
0,15623 |
0,02441 |
4 |
Желтый |
0,51 |
0,46525 |
5,03955 |
-0,04743 |
0,00225 |
5 |
Оранжевый |
0,52 |
0,396875 |
5,09477 |
0,00779 |
0,00006 |
6 |
Красный |
0,57 |
0,1875 |
5,09474 |
0,00776 |
0,00006 |
Среднее значение |
5,08697 |
Сумма |
0,04148 |
|||
2. Увеличивая подаваемое на фотоэлемент напряжение до тех пор, пока показания микроамперметра не обратятся в нуль. Занесите в таблицу значение задерживающего напряжения Uз . Уменьшите показания вольтметра до нуля.
3. Меняя светофильтры в порядке их перечисления в таблице, повторим п. 2.
4. Используя справочные материалы и выразив длину волны в метрах, по формуле (5) рассчитаем для каждого опыта работу выхода электрона Ав . Переведем полученное значение из джоулей в электрон-вольты (1,6*10-19) и занесите его в соответствующий столбец табл. 2.
5. Вычислите
сумму значений Ав и среднее
.
Выполните все расчеты, необходимые для
оценки случайной погрешности измерений
работы выхода s Ав.
Найдите величину s Ав,
задаваясь доверительной вероятностью
= 0,95.
6. Пренебрегая приборными ошибками, запишите окончательный результат определения работы выхода.
4)
5)
7. Используя среднее значение , по формуле (2) найдите длину волны красной границы фотоэффекта кр .
