Внешний фотоэффект
Изучение законов внешнего фотоэффекта на основе измерения световой и вольтамперной характеристик. Регулировка напряжения в прямом и запорном направлениях. Значения фототока при разных значениях напряжения и расстояниях от источника света до фотоэлемента.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 25.10.2013 |
| Размер файла | 332,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Целью данной работы является изучение основных законов внешнего фотоэффекта на основе измерения световой и вольтамперной характеристик вакуумного фотоэлемента.
Описание экспериментальной установки и методика эксперимента
Внешний фотоэффект используется в приборах, которые называются фотоэлементами. В данной работе используется вакуумный фотоэлемент типа СЦВ-4. Фотоэлемент состоит из стеклянного баллона 1 (рис. 1), фотокатода 2 в виде тонкого слоя сурьмяноцезиевого сплава на внутренней поверхности баллона, металлического анода 3 и внешних выводов 4.
1 - стеклянный баллон; 2 - фотокатод; 3 - анод; 4 - выводы.
Рисунок 1. Схематическое изображение фотоэлемента
Кроме фотоэлемента (ФЭ), экспериментальный макет включает в себя источник постоянного напряжение Е, потенциометр R1 для регулировки напряжения, подаваемого на ФЭ, переключатель К для смены полярности напряжения и приборы для измерения фототоки напряжения на ФЭ. Органы регулировки напряжения, подаваемого на ФЭ, и переключатель полярности этого напряжения выведены на лицевую панель экспериментального макета.
Регулировка напряжения в прямом и запорном направлениях осуществляется разными рукоятками. В качестве источника света используется лампа накаливания (ЛН), регулировка свечения которой осуществляется резистором R2, расположенным в левой части макета на отдельной панели. Расстояние между ФЭ и ЛН может изменятся с помощью рукояти на лицевой панели. Между ЛН и ФЭ через щель в панели помещается светофильтр (СФ).
Рисунок 2. Схема экспериментальной установки
Основные расчётные формулы
(2.1)
где: напряжение задержки;
заряд электрона;
верхняя частота, пропускаемая светофильтром;
работа выхода;
постоянная Планка;
(2.2)
где: скорость света;
граничная длина волны;
(2.3)
где: абсолютная погрешность в измерении ;
минимальная шкала прибора (у нас миллиметровая линейка );
Расстояние между ФЭ и ЛН;
(2.4)
где: относительная погрешность в измерении h;
класс точности прибора измеряющего напряжение;
максимальная шкала прибора измеряющего напряжение
разность задерживающих потенциалов;
разность пропускаемых частот;
абсолютная погрешность в измерении ;
(2.5)
где: абсолютная погрешность в измерении h;
Результаты работы и их анализ
Таблица 1. Значения фототока при разных значениях и расстояниях от источника света до фотоэлемента
|
1-е измерение |
|||||||||
|
4 |
8 |
14 |
20 |
28 |
36 |
44 |
52 |
||
|
7,5 |
13,7 |
19,1 |
23,5 |
26,7 |
29,5 |
31 |
32,2 |
||
|
2-е измерение |
|||||||||
|
4 |
8 |
14 |
20 |
28 |
36 |
44 |
52 |
||
|
6,5 |
11,3 |
15 |
18,5 |
20,5 |
22,2 |
23,6 |
24,1 |
||
|
3-е измерение |
|||||||||
|
4 |
8 |
14 |
20 |
28 |
36 |
44 |
52 |
||
|
5 |
8,2 |
11,1 |
12,3 |
13,1 |
13,5 |
14,1 |
14,3 |
||
|
4-е измерение |
|||||||||
|
4 |
8 |
14 |
20 |
28 |
36 |
44 |
52 |
||
|
4 |
6,7 |
9,1 |
9,8 |
10,2 |
10,4 |
10,6 |
10,7 |
Таблица 2. Значения напряжения задержки при использовании различных светофильтров
|
Светофильтр |
Синий |
Оранжевый |
Зеленый |
|
Из рисунка 5 получим:
По формуле 2.3 получим:
По формуле 2.4 получим:
По формуле 2.5 получим:
Рисунок 3. Вольтамперная характеристика
Рисунок 4. Зависимость от
Рисунок 5. Зависимость от
Заключение
фотоэффект вольтамперный напряжение световой
Проделав данную лабораторную работу, мы экспериментально показали что не зависит от разности потенциалов, а линейно зависит от , что подтверждает закон Столетова.
К тому же мы показали линейную зависимость от , что подтверждает закон Эйнштейна.
(Теоретическая ) - это обуславливается неточностью методики эксперимента.
Что примерно совпадает с теоретической.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Открытие внешнего фотоэффекта немецким физиком Генрихом Герцем. Вывод уравнения фотоэффекта Эйнштейном. Корпускулярные свойства света. Внутренний, внешний и вентильный фотоэффект. Применение фотоэффекта в медицине. Внутренний фотоэффект в полупроводниках.
реферат [34,4 K], добавлен 29.10.2011Виды фотоэффектов: внешний, внутренний, фотогальванический и в газообразной среде. Зависимость вольт-амперных характеристик внешнего фотоэффекта от интенсивности и частоты света. Гипотеза М. Планка о квантах и кватновая теория фотоэффекта Эйнштейна.
презентация [1,4 M], добавлен 25.07.2015Фотоэффект - испускание электронов телами под действием света. Первый, второй и третий закононы фотоэффекта. Фотоэффект широко используется в технике. На явлении фотоэффекта основано действие фотоэлементов.
реферат [4,7 K], добавлен 10.05.2004Виды фотоэлектрического эффекта. Внутренний и вентильный фотоэффект. Вольт-амперная его характеристика. Закон Столетова. Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта. Экспериментальное подтверждение квантовых свойств света. Масса и импульс фотона.
реферат [53,2 K], добавлен 24.06.2015Понятие фотоэффекта, его сущность и особенности, история открытия и изучения, современные знания. Законы Столетова, их значение в раскрытии свойств данного явления. Объяснение законов фотоэффекта с помощью квантовой теории света, уравнения Эйнштейна.
реферат [227,6 K], добавлен 01.05.2009Рассмотрение разных вариантов схем источника опорного напряжения, равного ширине запрещённой зоны. Выбор конструкции, расчёт реакции на изменение температуры и напряжения питания. Изучение основ измерения параметров устройств при технологическом уходе.
диссертация [2,2 M], добавлен 07.09.2015Основные принципы геометрической оптики. Изучение законов распространения световой энергии в прозрачных средах на основе представления о световом луче. Астрономические и лабораторные методы измерения скорости света, рассмотрение законов его преломления.
презентация [1,5 M], добавлен 07.05.2012Понятие точечного источника света. Законы освещенности, поглощения Бугера, коэффициент поглощения. Использование для измерения освещенности фотоэлемента, величина тока которого пропорциональна освещенности фотоэлемента. Обработка экспериментальных данных.
лабораторная работа [241,8 K], добавлен 24.06.2015Взаимодействие света с веществом. Основные различия в дифракционном и призматическом спектрах. Квантовые свойства излучения. Поглощение и рассеяние света. Законы внешнего фотоэффекта и особенности его применения. Электронная теория дисперсии света.
курсовая работа [537,4 K], добавлен 25.01.2012Законы внешнего фотоэффекта. Фотонная теория света. Масса, энергия и импульс фотона. Эффект Комптона. Тормозное рентгеновское излучение. Двойственная природа и давление света. Изучение основного постулата корпускулярной теории электромагнитного излучения.
презентация [2,3 M], добавлен 07.03.2016Структура изучения квантовой оптики в школе. Особенности методики. Изучение вопроса о световых квантах. Внешний фотоэффект. Эффект Комптона. Фотоны. Двойственность свойств света. Применение фотоэффекта. Роль и значение раздела "Квантовая оптика".
курсовая работа [61,0 K], добавлен 05.06.2008Расчет напряжения на переходе при прямом включении при заданном прямом токе. Влияние температуры на прямое напряжение. Сопротивление диода постоянному току. Вольт-амперная характеристика диода. Параметры стабилизатора напряжения на основе стабилитрона.
контрольная работа [219,8 K], добавлен 14.01.2014Три основных вида фотоэффектов. Фотоэффект - испускание электронов телами под действием света, который был открыт в 1887 году Герценом. Промышленное производство солнечных батарей на гетероструктурах. Практическое применение явления фотоэффекта.
практическая работа [267,0 K], добавлен 15.05.2009Устройство фотометрической головки. Световой поток и мощность источника света. Определение силы света, яркости. Принцип фотометрии. Сравнение освещенности двух поверхностей, создаваемой исследуемыми источниками света.
лабораторная работа [53,2 K], добавлен 07.03.2007Законы распространения световой энергии в прозрачных средах на основе представления о световом луче. Ход лучей в сечении треугольной призмы. Рассеивающая линза. Квантовые свойства света. Фотоэффект. Закон отражения. Угол падения равен углу отражения.
реферат [144,9 K], добавлен 29.03.2009Стабилизация среднего значения выходного напряжения вторичного источника питания. Минимальный коэффициент стабилизации напряжения. Компенсационный стабилизатор напряжения. Максимальный ток коллектора транзистора. Коэффициент сглаживающего фильтра.
контрольная работа [717,8 K], добавлен 19.12.2010Общая характеристика внутреннего фотоэффекта, его особенности, история открытия и изучения. Использование данного эффекта для измерения фотоэлектрических преобразователей, датчиков положения, двухкоординатного измерения положения и датчиков шероховатости.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 13.12.2010Расчет сопротивления внешнего шунта для измерения магнитоэлектрическим амперметром силового тока. Определение тока в антенне передатчика при помощи трансформатора тока высокой частоты. Вольтметры для измерения напряжения с относительной погрешностью.
контрольная работа [160,4 K], добавлен 12.05.2013Определение среднеквадратического отклонения погрешности измерения, доверительного интервала, коэффициента амплитуды и формы выходного напряжения. Выбор допустимого значения коэффициента деления частоты и соответствующего ему времени счета для измерений.
контрольная работа [110,9 K], добавлен 15.02.2011Проектирование этапов методики выполнения измерений средневыпрямленного значения напряжения сложной формы на выходе резистивного делителя напряжения. Использование вольтметра переменного тока. Определение класса точности средства измерения (вольтметра).
курсовая работа [122,9 K], добавлен 25.11.2011
