Описание прибора

В данной работе изучается вакуумный сурьмяно-цезиевый фотоэлемент (СЦВ-3). Он выполнен в стеклянном баллоне, воздух из которого о ткачен до давления 10^-6–10^-7мм рт.ст.

Рис. 64

На одну половину внутренней поверхности баллона на подкладочный слой магния или серебра нанесён тонкий слой сурьмы (рис. 64), а затем тонкий слой цезия. Образующееся при этом соединение Cs₃Sb служит катодом.

Рис. 65

Такой катод обладает малой работой выхода, и, следовательно, красная граница фотоэффекта для данного фотоэлемента находится в видимой части спектра. В центральной части баллона расположен металлический анод А, имеющий форму сферы.

Если на катод К направить пучок света и создать между анодом и катодом разность потенциалов U, то ускоряемые электрическим полем электроны, выбитые из катода, летят к аноду и обусловливают появление тока.

Для изучения вольт-амперной характеристики фотоэлемента и определения зависимости величины фототока насыщения I_H от освещённости фотокатода используют схему, представленную на рис. 65.

Проведение измерений и обработка результатов

1. Снятие вольт-амперной характеристики вакуумного фотоэлемента

1. Установить лампочку на расстоянии 0,16 м от фотоэлемента. Подключить установку к электрической сети.

2. Включением тумблера «ФЭ» замкнуть цепь фотоэлемента. Включить лампу.

3. Источником питания осторожно изменять напряжение от 0 до 150 В; через каждые 10 В записывать значения тока I_n для очередного значения напряжения U_n. Результаты занести в таблицу.

N	U, B	I, мкА
1
2
3

4. Построить график зависимости тока I от напряжения U и определить значения тока насыщения I_н и напряжения насыщения U_н.

2. Определение зависимости величины фототока насыщения от освещённости фотокатода

1. Источником питания установить значение напряжения, превышающее напряжение насыщения U_н.

2. Установить лампочку на расстоянии d = 0,16 м от отверстия футляра фотоэлемента.

3. Медленно менять положение лампочки от фотоэлемента в пределах от 0,16 м до 0,45 м, через каждые 0,05 м записывать значения тока I_н для каждого положения лампочки.

4. Рассчитать относительные освещённости E_n по формуле (2). Все результаты занести в таблицу.

5. Построить график зависимости тока насыщения I_н от относительной освещённости E_n.

N	d, м	IН, мкА	EN
1
2
3