Получите у преподавателя допуск для выполнения измерений

ИЗМЕРЕНИЯ

1. Зацепив мышью, перемещайте метку на спектре, постепенно увеличивая длину волны облучения фотокатода. Добейтесь полного отсутствия фототока. Зафиксируйте самую большую длину волны (она будет равна l_кр), при которой фототок еще присутствует. Запишите в тетрадь значение длины волны красной границы фотоэффекта (l_кр).

2. Для более точного определения связи запирающего напряжения с длиной волны падающего излучения

· Сначала установите значение запирающего напряжения в соответствии с таблицей 2.

· Перемещая мышью вертикальную метку на спектре, установите такое максимальное значение длины волны, при котором прекращается фототок (при визуальном наблюдении электронов вы видите, что практически все электроны долетают до анода и после этого движутся обратно к катоду).

· Значения l и U_ЗАП занесите в таблицу 1.

ТАБЛИЦА 1. результаты измерений для UЗАП = ___	ТАБЛИЦА 2. ЗНАЧЕНИЯ ЗАПИРАЮЩЕГО НАПРЯЖЕНИЯ (не перерисовывать)
	i =						Бригады	UЗАП1	UЗАП2	UЗАП3	UЗАП4
	UЗАПi, В						1,5	-0.1	-0.3	-0.6	-0.8
	li, нм						2,6	-0.2	-0.4	-0.6	-0.9
	1/li,10^6м^-1						3,7	-0.3	-0.5	-0.7	-1.0
							4,8	-0.4	-0.7	-0.8	-1.1

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ И ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА:

Вычислите и запишите в таблицу обратные длины волн.

Постройте график зависимости напряжения запирания (U_ЗАП) от обратной длины волны (1/l).

Определите постоянную Планка, используя график и формулу

.

Используя длину волны красной границы фотоэффекта, вычислите значение работы выхода материала фотокатода.

Запишите ответы и проанализируйте ответы и график.

ТАБЛИЦА 3. Значения работы выхода для некоторых материалов

Материал	калий	литий	платина	рубидий	серебро	цезий	цинк
АВЫХ, эВ	2.2	2.3	6.3	2.1	4.7	2.0	4.0

Вопросы и задания для самоконтроля

1. Что такое фотоны?

2. Назовите все модели электромагнитного излучения.

3. Напишите формулу энергии фотона.

4. Напишите формулу, связывающую энергию фотона и его массу.

5. Напишите выражение энергии фотона через его импульс.

6. Дайте формулировку явления внешнего фотоэффекта.

7. Опишите по шагам, что происходит с фотоном, падающим на границу металла.

8. Опишите по шагам, что происходит со свободным электроном металла, после его взаимодействия с фотоном.

9. Опишите, что происходит с электроном, входящим в состав атома металла, после его взаимодействия с фотоном.

10. Что такое работа выхода? Чья это характеристика?

11. Напишите формулу Эйнштейна для внешнего фотоэффекта.

12. Дайте определение красной границы фотоэффекта.

13. Как устроен фотоэлемент?

14. Почему катод фотоэлемента называют фотокатодом?

15. Что такое запирающее напряжение для данного фотокатода.

16. Как движется фотоэлектрон в фотоэлементе при потенциале анода ниже потенциала фотокатода?

17. Как движется фотоэлектрон в фотоэлементе при потенциале анода выше потенциала фотокатода?

18. Как связана кинетическая энергия электрона у катода с его потенциальной энергией а анода и почему?

19. Определить красную границу фотоэффекта для некоторого металла и максимальную скорость фотоэлектронов, если минимальное значение энергии фотона, вызывающего фотоэффект, равно 4,45 эВ, а облучение металла осуществляется светом с длиной волны 200 нм.

20. Квант света с длиной волны 200 нм выбивает с поверхности платинового электрода фотоэлектрон. Определить суммарный импульс, сообщаемый при этом электроду, если известно, что фотоэлектрон вылетает навстречу падающему кванту.

21. На поверхность металла с работой выхода 4,53 эВ падает электромагнитное излучение с длиной волны 180 нм. Определить красную границу фотоэффекта для этого металла и максимальную скорость вырванных электронов.

22. Красная граница фотоэффекта для некоторого металла равна 537 нм. Определить работу выхода электронов из металла и энергию фотонов, сообщающих фотоэлектронам максимальную скорость 0,77Мм/с.

23. Какая доля энергии фотона израсходована на работу вырывания фотоэлектронов, если красная граница фотоэффекта равна 600нм и кинетическая энергия фотоэлектронов 3 эВ?

24. Фотон с энергией 10 эВ падает на серебряную пластину и вызывает фотоэффект. Определить импульс, полученный пластиной, если принять, что направления движения фотона и фотоэлектрона лежат на одной прямой, перпендикулярной поверхности пластины.

25. На пластинку падает монохроматический свет с длиной волны 0,42 мкм. Фототок прекращается при задерживающей разности потенциалов 0,95 В. Определить работу выхода электронов с поверхности пластины.

26. До какого максимального потенциала зарядится удаленный от других тел медный шарик при облучении его электромагнитным излучением с длиной волны 140 нм?

27. Плоскую цинковую пластинку освещают излучением со сплошным спектром, коротковолновая граница которого соответствует длине волны 30 нм. На какое максимальное расстояние от поверхности пластины может удалиться фотоэлектрон, если вне пластины имеется задерживающее однородное электрическое поле с напряженностью 10В/см?

28. Кванты света энергией 4,9 эВ вырывают фотоэлектроны из металла с работой выхода 4,5 эВ. Найти максимальный импульс, передаваемый поверхности металла при вылете каждого электрона, если известно, что фотоэлектрон вылетает навстречу падающему фотону.

29. Следует ли учитывать волновые свойства электрона, ускоренного электрическим полем плоского конденсатора с напряженностью10³ В/см? Расстояние между пластинами 1 см. Первоначально электрон покоился.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4_8

Дата добавления: 2014-12-25