Передняя панель лабораторного стенда

в аудиториях № 311 и 315.

Описание установки

Нагреватель находится внутри лабораторного стенда. Внутри нагревателя расположены: термопара(I), медный проводник(II), манганин(III) и полупроводник(IV).

Порядок выполнения работы

Задание 1. Исследование зависимости сопротивления металлов от температуры.

Соединить, соблюдая полярность, соединительными проводами клеммы источника питания 8,4V с клеммами нагревателя. Соединить клемму «COM» мультиметра М2 с клеммой «Общ.», а клемму «mA, V» M2 с клеммой «I», таким образом термопара будет подсоединена к мультиметру.

Переключатель мультиметра М2 поставить в положение измерения температуры, при выключенном источнике, измерить температуру и записать в таблицу № 1.

Провод от клеммы «mA, V» М2 соединить с клеммой (II).

Переключатель мультиметра М2 поставить в положение измерения сопротивления и результат записать в таблицу № 1.

Включить источник питания и зафиксировать показания сопротивления при температурах указанных преподавателем. (например, через каждые 3⁰С). Записать показания в таблицу № 1.

По результатам таблицы построить график зависимости R(t).

Из графика экстраполяцией R(Т) на 0К найти R₀ (сопротивление при 0К), и соответственно найти среднее графическое значение т.к.с. по тангенсу угла наклона графика:

, где

Используя найденное из графика R₀, найти аналитически т.к.с. для все температур в таблице:

Рассчитать среднее значение α_ср. Результаты записать в таблицу № 1.

Сравнить значения α_гр и α_ср.

Окончательный результат записать в виде:

α = α_ср ± ∆ α_ср, .

Таблица № 1

№ п/п	TT, К	R, Ом	R-R0, Ом	a, 1/К	∆ Δ a, 1/К	δα, %
Среднее значение

Задание 2. Исследование зависимости сопротивления полупроводников от температуры.

Соединить, соблюдая полярность, соединительными проводами клеммы источника питания 8,4V с клеммами нагревателя. Соединить клемму «COM» мультиметра М2 с клеммой «Общ.», а клемму «mA, V» M2 с клеммой «I», таким образом термопара будет подсоединена к мультиметру.

Переключатель мультиметра М2 поставить в положение измерения температуры, при выключенном источнике, измерить температуру и записать в таблицу № 2.

Провод от клеммы «mA, V» М2 соединить с клеммой (IV).

Переключатель мультиметра М2 поставить в положение измерения сопротивления и результат записать в таблицу №2.

Включить источник питания и зафиксировать показания сопротивления при температурах указанных преподавателем. (например через каждые 3⁰С). Записать показания в таблицу №2.

Используя табличные данные, построить график зависимости .

Из графика зависимости по тангенсу угла наклона определить энергию активации полупроводника:

.

Таблица № 2

№	t, ^0С	R, Oм	T, K	, К^-1	ln R

Контрольные вопросы

Как сопротивление металлов зависит от температуры?

Что такое т.к.с. Его физический смысл.

Зачем нужно строить график R(T)?

Явление сверхпроводимости.

Чем отличаются полупроводники от металлов и диэлектриков?

Как зависит сопротивление полупроводника от температуры?

Что такое энергия активации полупроводника?

Как можно экспериментально измерить и посчитать энергию активации?

Литература

1. Зисман Г. А. Тодес О. М. Курс общей физики. М.: Наука, 1974 г.II часть. стр. 102 – 107.

2. Детлаф А. А. Яворский Б. М. М.: Курс физики. М.: Высшая школа, 1989 г. стр. 208 – 209.

3. Савельев И.В. Курс общей физики. М.: Наука, 1987 г., ч. III, гл. 7, 8.

4. Детлаф А. А. Яворский Б. М. Справочник по физике. М.: ФМЛ, 1963 г., гл. IV.

5. Сорокин А.Ф., Сурков М.И., Кушкин С.А. Руководство к лабораторным работам по физике. Астрахань 1997г.

Дата добавления: 2015-06-29