Порядок выполнения работы. Описание лабораторной установки

Описание лабораторной установки

Все измерения проводятся на установке ФПК-10, состоящей из двух блоков, соединенных между собой кабелем: измерительного устройства и объекта исследования.

Объект исследования включает в себя осветитель (спектральную ртутную лампу) с источником питания, блок интерференционных светофильтров 1-4 и устройство регулировки освещенности. К корпусу прикреплен усилитель фототока, на верхнюю крышку которого устанавливаются сменные фотоприемники Ф-8 и Ф-25. При установке фотоприемников их приемное окно совмещается с выходным окном осветителя. На боковой крышке усилителя расположены регуляторы баланса усилителя «Грубо» и «Точно».

Измерительное устройство позволяет производить измерение тока фотоэлемента, установленного в объекте исследования, регистрировать и измерять питающие напряжения на фотоэлементе, а также осуществлять функции управления установкой (в том числе установка режимов прямого или обратного измерения). В прямом режиме пределы измерения напряжения от 0 до 40 В, в обратном - от 0 до -2,5 В. Кнопки «+», «-» и «Сброс»предназначены для регулировки напряжения на фотоэлементе и его сброса на ноль. Индикаторы «В» и «мкА» предназначены для индикации значений величин напряжения на фотоэлементе и фототока в процессе работы.

Таким образом, принцип действия установки основан на измерении тока через фотоэлемент при изменении полярности и величины приложенного к нему напряжения и изменения спектрального состава и величины освещенности катода фотоэлемента.

Работа выполняется в следующей последовательности:

1. Установить на объект исследования фотоприемник с фотоэлементом Ф-8. Включить измерительное устройство. После 5 минутного прогрева ручками «Установка нуля» на объекте исследования установить нулевое значение на индикаторе «мкА» измерительного устройства. При этом на барабане светофильтров должно стоять положение «0». При этом положении светофильтры отсутствуют.

2. Включить объект исследования и дать лампе осветителя прогреться в течение 15 мин.

3. При помощи кнопки «Прямая-обратная» выбрать прямой режим измерения напряжения.

4. Ввести светофильтр №1.

5. Изменяя значения напряжения от 0 до 40 В при помощи кнопок «+» или «-», считывать показания фототока с индикатора «мкА». Результаты измерений занести в табл. 7.1.

Таблица 7.1

Фотопри- емник	Номер фильтра	l, нм	n, с^-1	U, В	I, мкА

6. Закончив измерения в прямом режиме, нажать кнопку «Сброс». При этом напряжение сбрасывается до нулевого значения. Далее, кнопкой «Прямая-обратная» выбрать обратный режим измерения. В обратном режиме интервал изменения напряжения от 0 до -2,5 В. Снять показания фототока до тех пор, пока фототок не примет нулевое значение. При этом напряжение будет запирающим . Проводить измерения ниже не рекомендуется.

7. По указанию преподавателя установить новый фотоэлемент и соответствующие светофильтры. Проделать измерения согласно п.3-6. Результаты занести в табл. 7.1.

8. По формуле (7.6) рассчитать постоянную Планка h.

9. По формуле (7.7) рассчитать величину работы выхода А (в электрон-вольтах) для разных длин волн.

Контрольные вопросы и задания

1. В чем заключается явление внешнего и внутреннего фотоэффекта?

2. Сформулируйтеь законы Столетова и объясните их с точки зрения квантовой теории света.

3. Запишите уравнение Эйнштейна и объясните его физический смысл для внешнего фотоэффекта.

4. Что такое красная граница фотоэффекта?

5. Объясните природу задерживающего потенциала и его зависимость от длины волны излучения.

6. Какова зависимость фототока от освещенности катода? Объясните ее с позиции квантового представления о свете.

7. Где на практике применяются фотоэлементы?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 8

Дата добавления: 2015-03-29