Файл: Лабораторная работа 21 а Исследование характеристик вакуумного фотоэлемента.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.05.2024
Просмотров: 3
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Лабораторная работа №21 а
Исследование характеристик вакуумного фотоэлемента.
Цель работы: снятие вольт-амперной характеристики фотоэлемента, определение красной границы фотоэффекта, работы выхода электрона и постоянной Планка.
Оборудование: вакуумный фотоэлемент, галогеновая лампа, набор светофильтров, электронный блок приборов: включает микроамперметр, вольтметр, источник питания.
Порядок выполнения работы
Задание1.Построение вольт-амперной характеристики.
1.На оптической скамье расположите источник света, набор светофильтров и фотоэлемент как можно ближе друг к другу.
2.Включите электронный блок приборов и установите режим ускоряющего напряжения. Выберите один из светофильтров и подберите такой накал лампы (световой поток), чтобы фототок при U=0 был в интервале 0,1 – 0,3 мкА.
3.Увеличивая напряжение на фотоэлементе, как показано в таблице 1, измеряйте фототок до момента наступления тока насыщения.
Результаты запишите в таблицу 1.
| | λ=650 нм | ||||||||
| Напряжение U. В | -0,19 | 0 | 1 | 2 | 3 | 5 | 8 | 12 | 16 |
| Фототок I, мкА | 0 | 0,14 | 1,17 | 2,07 | 2,87 | 4,27 | 6,14 | 8,15 | 8,19 |
4. При том же светофильтре переключите режим работы на задерживающее напряжение, определите задерживающий потенциал (т.е. напряжение, при котором фототок становится равным нулю) и результат запишите в первую графу табл. 1.
5. Постройте график зависимости I = f(U).
6. В выводе сделайте анализ полученной ВАХ фотоэлемента.
Задание2.Определение работы выхода и постоянной Планка
1.На оптической скамье расположите источник света, набор светофильтров и фотоэлемент как можно ближе друг к другу. Установите в лампе накаливания максимальный ток.
2. В табл. 2 запишите длины волн λ, пропускаемых светофильтрами, в порядке их уменьшения.
| Цвет светофильтра | Ф | С | Г | З | Ж | О | К |
| λ,нм | 480 | 510 | 540 | 560 | 580 | 590 | 600 |
| ʋ‧1014 Гц | 6,25 | 5,88 | 5,56 | 5,36 | 5,17 | 5,08 | 5,0 |
| Задерживающий Потенциал Uз, В | -0,6 | -0,5 | -0,38 | -0,30 | -0,26 | -0,23 | -0,21 |
| -0,60 | -0,51 | -0,37 | -0,29 | -0,25 | -0,24 | -0,22 | |
| -0,63 | -0,49 | -0,38 | -0,30 | -0,26 | -0,24 | -0,20 | |
| Средний Uз, В | -0,61 | -0,50 | -0,37 | -0,28 | -0,25 | -0,23 | -0,21 |
3. Поменяйте полярность напряжения на фотоэлементе. Для этого переключите тумблер в нижней части панели электронного блока в режим задерживающего напряжения.
4. Плавно вращая ручку реостата (правая часть панели), определите задерживающий потенциал для каждого из светофильтров (не менее трех раз) и среднее Uз. Результаты запишите в табл. 1.
5. Постройте график линейной зависимости Uз = f(ν).
6. По графику найдите граничную частоту ν0 =4,18‧1014 Гц и задерживающее напряжение Uз = А/е= - 0,9 В
7. По формуле A = Uз(эВ) = Uз·1,6·10–19(Дж) вычислите работу выхода электрона из металла.
8. Вычислите постоянную Планка h = A/ν0.
9. Вычислите относительную погрешность
10. Вычислите абсолютную погрешность
Вывод: Мы научились снимать и строить вольт-амперную характеристику фотоэлемента. По графику линейной зависимости Uз = f(ν), определили красную границу фотоэффекта ʋ0, рассчитали работу выхода электрона из металла и постоянную Планка определили через работу выхода и красную границу, которая получилась hэкс=3,44‧10-34 Дж‧с.
