- •201-2007 Методические указания
- •1. Тепловое излучение
- •1.1. Теоретическое введение к лабораторным работам 3.01 и 3.02
- •1.1.1. Характеристики теплового излучения
- •1.1.2. Закон Кирхгофа
- •1.1.3. Закон Стефана — Больцмана
- •1.1.4. Закон смещения (первый закон) Вина
- •1.1.5. Второй закон Вина
- •1.1.6. Оптическая пирометрия
- •1.2. Лабораторная работа 3.01. Определение температуры оптическим пирометром
- •1.2.1. Описание установки и методики измерений
- •1.2.2. Порядок выполнения работы
- •1.3. Лабораторная работа 3.02. Изучение теплового излучения
- •1.3.1. Описание установки и методики измерений
- •1.3.2. Порядок выполнения работы
- •1.4. Теоретический минимум
- •2. Фотоэффект
- •2.1. Теоретическое введение
- •2.2. Лабораторная работа 3.03. Исследование внешнего фотоэффекта
- •2.2.1. Описание установки и методики измерений
- •2.2.2. Порядок выполнения работы
- •2.2.3 Теоретический минимум
- •2.3. Лабораторная работа 3.04. Исследование фотоэлемента
- •2.3.1. Описание установки и методики измерений
- •2.3.2. Порядок выполнения работы Внимание! Переключатель п, расположенный на лицевой панели установки, должен находиться в положении вах!
- •2.3.3. Теоретический минимум
- •3. Атом водорода
- •3.1. Теоретическое введение
- •3.2. Лабораторная работа 3.05. Изучение спектра атома водорода
- •3.2.1.Описание установки и методики измерений
- •3.2.2. Порядок выполнения работы
- •3.2.3. Теоретический минимум
- •БИблиогрфический список
- •Содержание
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
2.2. Лабораторная работа 3.03. Исследование внешнего фотоэффекта
Цель работы: экспериментальная проверка уравнения Эйнштейна для внешнего фотоэффекта.
Принадлежности: установка для исследования внешнего фотоэффекта, набор светофильтров.
2.2.1. Описание установки и методики измерений
Для определения величины задерживающего потенциала в данной работе используется схема, изображенная на рис. 2.5. Последовательно с вакуумным фотоэлементом ФЭ соединены гальванометр G и переменное сопротивление R, используемое в качестве потенциометра. Вольтметр V измеряет напряжение, подаваемое на фотоэлемент. Источник постоянного тока ИПТ подключен таким образом, чтобы напряжение, подаваемое на фотоэлемент, было отрицательным. С помощью переменного сопротивления R можно менять величину этого напряжения. Источником света является электрическая лампочка Л. На лицевой панели установки находятся шкалы измерительных приборов (вольтметра и гальванометра), тумблеры «Сеть» и «ИПТ», ручка регулировки потенциометра «R», кнопка «Свет». Тумблер «Сеть» подключает установку к электрической сети. Тумблер «ИПТ» подключает источник постоянного тока, с которого напряжение подается на потенциометр. Кнопка «Свет» включает источник света. При выведенном потенциометре (крайнее левое положение ручки «R» ) и включенной лампочке Л в цепи фотоэлемента возникает ток, фиксируемый гальванометром. Если постепенно увеличивать напряжение на фотоэлементе, то ток через гальванометр будет уменьшаться и при Uз станет равным нулю.
Светофильтры вставляются в специальную рамку, расположенную на левой боковой панели кожуха. Светофильтрам, используемым в работе, соответствуют следующие частоты: оранжевый 1= 0,511015 Гц, зеленый 2 = 0,561015 Гц, синий 3 = 0,611015 Гц.
Гальванометр М-195/3 – очень чувствительный прибор. Цена деления 3,810–9 А. Обращаться с ним надо бережно, производить измерения необходимо только в тот момент, когда прибор не подвергается толчкам и вибрациям. Гальванометр имеет световой отсчет. Перед измерением производится установка нуля с помощью ручки, которая находится на правой боковой стороне кожуха.
2.2.2. Порядок выполнения работы
1. Подключить установку к сети тумблером «Сеть». Произвести установку нуля гальванометра.
2. Установить в обойму перед лампочкой оранжевый светофильтр (1).
3. Включить источник постоянного тока тумблером «ИПТ» и заранее подать на фотоэлемент задерживающее напряжение 0,8 – 1,0 В, вращая ручку потенциометра «R».
4. Включить лампочку кнопкой «Свет» (в цепи фотоэлемента появится ток) и, удерживая ее, вращать ручку «R» до равенства тока нулю – т. е. подобрать точно задерживающий потенциал для фотоэлемента.
5. Измерить с точностью до одной сотой доли вольта задерживающий потенциал, предварительно рассчитав цену деления шкалы вольтметра. Десятые доли вольта отсчитываются по шкале прибора, сотые – оцениваются на глаз. Выключить лампочку. Данные занести в табл.2.1.
Таблица 2.1
№ п/п |
10–15, Гц |
U3, B |
h, Джс |
А, Дж |
1 2 3 |
|
|
|
|
6. Установить зеленый светофильтр (2) и повторить пункты 4, 5.
7. Установить синий светофильтр (3). и повторить пункты 4, 5. Выключить оба тумблера.
8. По формуле (2.7) (см. теоретическое введение) вычислить постоянную Планка (не менее трех раз) и найти среднее значение.
9. Используя формулу (2.6), вычислить работу выхода электрона из металла.