Порядок выполнения работы. Задание №1. Снятие световой характеристики фотоэлемента

Задание №1. Снятие световой характеристики фотоэлемента

1. Включить источник света (напряжение на лампе 220 В).

2. Установить постоянное напряжение на фотоэлементе (U =30 В).

3. Измерить величину фототока i при различных расстояниях r от источника света до фотоэлемента (r = 20, 25, 30, 35 см).

4. По формуле (20.4) рассчитать значения светового потока Ф, падающего на фотокатод, при различных r. Величину освещаемой поверхности фотокатода принять равной S =8×10^{-4 м2}. Сила источника света I =20 кд.

5. Данные измерений и вычислений занести в таблицу 1.

6. Построить график зависимости фототока от светового потока i=i( Ф ).

7. Сделать вывод о зависимости фототока от светового потока.

Таблица 1.

Расстояние	r, м	0,2	0,25	0,3	0,35
Световой поток	Ф, лм
Фототок	i, мкА

Вычисления к заданию №1:

График зависимости i=i( Ф )

Вывод:

Задание №2. Снятие вольтамперной характеристики фотоэлемента

1. Включить источник света (U =220 В).

2. Установить фотоэлемент на расстоянии r ₁=0,2 м от источника света.

3. Измерить фототок при различном напряжении на фотоэлементе (напряжение U изменять от 0 до 30 В через 5 В) при Ф₁ =const.

4. Аналогично измерить фототок при расстоянии r ₂=0,3 м для Ф₂=const.

5. Вычислить Ф₁ и Ф₂ по формуле (20.4).

6. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу 2.

7. Построить график зависимости фототока от напряжения i=i(U) для двух случаев светового потока (в одной системе координат).

8. Сделать вывод о зависимости силы тока от напряжения.

Таблица 2.

r 1=0,2 м	r 2=0,3 м
U, В	i 1 , мкА	Ф1 , лм	U, В	i 2 , мкА	Ф2, лм

График зависимости i=i(U)

Вывод:

Задание №3. Снятие спектральной характеристики фотоэлемента

1. Включить источник света (220 В).

2. Установить фотоэлемент на расстоянии r ₁=20 см.

3. Установить напряжение на электродах фотоэлемента 30 В.

4. Установить в держателе красный светофильтр.

5. Измерить величину фототока для этого светофильтра.

6. Аналогичные измерения произвести и для остальных светофильтров.

7. По формуле (20.4) рассчитать Ф для данного расстояния r.

8. Рассчитать чувствительность фотоэлемента для различных длин волн по формуле k = i / Ф.

9. Аналогичные измерения произвести при расстоянии r ₂=30 cм.

10. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу 3.

11.Построить графики зависимости чувствительности фотоэлемента от длины волны k=k( l ) для двух расстояний в одной системе координат.

12.Сделать вывод о зависимости коэффициента чувствительности от длины волны.

Таблица 3.

r, м	0,2	0,3
l, нм
i, мкА
k, мкА / лм

Вычисления к заданию №3:

График зависимости k=k( l )

Вывод:

Справочные данные:

Средняя длина волны спектрального участка для различных светофильтров

№	Цвет	lср , нм
	Красный
	Оранжевый
	Желтый
	Зеленый
	Голубой
	Синий
	Фиолетовый

Контрольные вопросы защиты лабораторной работы:

1. Какое явление называется фотоэффектом?

2. Сформулируйте основные законы внешнего фотоэффекта.

3. Что называется световой, вольтамперной и спектральной характеристикой фотоэлемента?

4. Сформулируйте и запишите уравнение Эйнштейна. Объясните явление внешнего фотоэффекта на основании трех процессов, происходящих при поглощении светового фотона. Почему работа выхода постоянна для данного типа металла?

5. Запишите и сформулируйте уравнение Эйнштейна для красной границы фотоэффекта. Почему красная граница фотоэффекта имеет такое название?

6. Что такое фотохимические реакции и почему они возникают?

7. Какие существуют зоны УФ – излучения? Объясните их значение для живых организмов.

Приложения

Приложение 1. Приставки для обозначения десятичных кратных

Дата добавления: 2014-10-31