Экспериментальная часть
Старая установка Приборы и оборудование:фотоэлемент, осветитель, выпрямитель, гальванометр, измерительная линейка.
Методика измерений На явлении фотоэффекта основано действие фотоэлементов – приборов, находящих широкое применение в науке, технике, народном хозяйстве. Каждый фотоэлемент характеризуется рядом параметров, определяющих не только его свойства, но и пределы применимости. Важнейшими параметрами фотоэлементов являются: интегральная и спектральная чувствительности, вольт-амперная характеристика, рабочее напряжение и др. Под интегральной чувствительностью g понимают величину фототока, который течет в короткозамкнутой цепи фотоэлемента при падении на него единичного потока лучистой энергии, состоящей из волн различной длины. Таким образом, , (7.6) где I – ток в цепи фотоэлемента, Ф – падающий на фотоэлемент световой поток. Когда приходится иметь дело с видимой областью спектра, величину светового потока выражают в люменах, и в этом случае [g]=А/лм. Освещённость Е поверхности фотоэлемента площадью S равна . (7.7) Освещённость, создаваемая точечным изотропным источником света на расстоянии r от него при нормальном падении света: , (7.8) где Iсв. – сила света точечного источника. Тогда чувствительность . (7.9) Другой важной характеристикой фотоэлемента является световая характеристика. Она показывает, как изменяется фототок I при изменении освещенности фотоэлемента Е. График зависимости I=f(Е) позволяет судить об области применимости того или иного фотоприемника. Световая характеристика фотоэлемента, действие которого основано на внешнем фотоэффекте, позволяет убедиться в одном из законов фотоэффекта: количество вылетающих электронов пропорционально количеству падающих на вещество фотонов; каждый фотон взаимодействует с одним электроном. Вольтамперные характеристики отражают зависимость фототока от приложенного к фотоэлементу напряжения при неизменном световом потоке. Эта характеристика позволяет правильно выбрать рабочее напряжение фотоэлемента. Семейство кривых I=f(U), снятых при различных уровнях освещенности, хорошо иллюстрируют теорию фотоэффекта Эйнштейна. Экспериментальная установка
Схема экспериментальной установки приведена на рис.7.3. В работе используется вакуумный фотоэлемент СЦВ-3 (1). Для защиты от постороннего света он смонтирован в кожухе. Фотоэлемент представляет собой стеклянный баллон, из которого до определенного давления откачан воздух. На половину внутренней поверхности баллона напылением наносится слой металла (в СЦВ-3 – цезий), являющийся фотокатодом. Анод имеет форму металлической сферы и расположен в центральной части баллона. Электрические части катода и анода впаяны в нижнюю часть баллона и вмонтированы в цоколь фотоэлемента. Фотоэлемент и осветитель (2) расположены на рельсах так, что расстояние между ними можно менять. При освещении фотокатода в цепи фотоэлемента возникает ток, измеряемый гальванометром (3). Напряжение подается от выпрямителя (4), смонтированного с вольтметром (5) в одном корпусе. Выпрямитель включается в сеть переменного тока проводом (6) и тумблером SA1. Величину напряжения можно изменять потенциометром R и измерять вольтметром. С помощью данной установки можно снять вольтамперную характеристику фотоэлемента (зависимость силы фототока от напряжения при постоянном расстоянии между осветителем и фотоэлементом: I=f(U)) и световую характеристику (зависимость фототока насыщения от освещенности: I=f(Е)). Перед началом измерений следует установить пределы измерений амперметра и вольтметра и определить цену их делений. ©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|