 |
|
Порядок выполнения работы
1. Для экспериментального изучения законов внутреннего фотоэффекта собрать цепь по схеме, представленной на рис. 8.5.
| V |
Рис. 8.5. Схема электрической цепи фотоэлемента
2. Составить таблицу для записи результатов измерений (табл. 8.1).
Таблица 8.1
Результаты измерений
| Вольтамперная характеристика | Световая характеристика | Фоточувствительность | ||||
| l = , Ф = const |  = , I = ,  = 60В
| =const
| ||||
| ,В
|  I, мкА
|  , м
| Ф, лм | I, мкА
|  , 
|  ,
|
Здесь S – площадь фоточувствительной поверхности; I – сила света лампы; 
– расстояние от источника света (лампы) до фоторезистора; Ф – световой поток. Значениz S и I указаны на экспериментальной установке.
3. Снять вольтамперную характеристику фоторезистора. При этом необходимо, чтобы напряжение на лампе и расстояние от лампы до фоторезистора были постоянными, вследствие чего будет постоянным и световой поток. Изменяя напряжение в цепи U с помощью потенциометра, измерить значения силы фототока I для семи последовательных значений напряжения. Результаты измерений занести в таблицу.
4. Cнять световую характеристику. Для этого установить напряжение в цепи 60 В. Изменяя расстояние между источником и фоторезистором от 26 до 8 см, измерить фототок через каждые 2 см.
5. Рассчитать значения светового потока Ф, соответствующие различным значениям расстояния от источника света до фоточувствительной поверхности l, исходя из следующего: фотометрия дает связь между силой света источника Y и световым потоком Ф.
,(8.7)
где 
– телесный угол, в котором распространяется поток. Телесный угол определяется соотношением
, (8.8)
где S – площадь освещаемой поверхности.
Таким образом,
. (8.9)
6. По формуле
= 
вычислить фоточувствительность для всех соответствующих друг другу значений I и 
, полученных при снятии световой характеристики. Результаты занести в табл. 8.1.
7. Построить вольтамперную, световую характеристики и зависимость фоточувствительности от светового потока согласно данным табл. 8.1
8. Вычислить погрешность определения фоточувствительности с учетом косвенного характера измерения этой величины.
Контрольные вопросы
1. В чем состоит сущность внешнего и внутреннего фотоэффекта?
2. Объяснить законы внешнего фотоэффекта с помощью уравнения Эйнштейна.
3. Каковы особенности внутреннего фотоэффекта?
4. Что такое фотон? Как определяется его масса, импульс, энергия?
5. Какой закон фотоэффекта может быть объяснен на основе волновых представлений о свете?
6. От чего зависит работа выхода электрона из металла?
7. Каково применение фотоэффекта?
Литература
1. Трофимова Т.И. Курс физики. М.: Изд. центр «Академия», 2007. § 202 – 204.
2. Грабовский Р.И. Курс физики. СПб.: Изд–во «Лань», 2006. § 68 – 69.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение………………………………………………………. 3
Работа № 1. Элементы электрической цепи………………… 4
Работа № 2. Определение удельного сопротивления
металлического проводника………………………………… 11
Работа № 3. Определение удельного заряда электрона
методом магнетрона………………………………………….. 20
Работа № 4. Исследование термоэлектрического эффекта…. 26
Работа № 5. Изучение работы полупроводникового диода… 31
Работа № 6. Изучение релаксационных колебаний в схеме
с газоразрядной лампой………………………………………. 37
Работа № 7. Определение длины световой волны при
помощи дифракционной решетки……………………………. 43
Работа № 8. Исследование свойств фотосопротивления……. 50