Расчетная часть
1. Постройка графиков зависимости силы тока сквозной электропроводности фотоэлемента от напряжения для трех значений освещенности фотокатода по данным таблицы 1.
Определение силы тока насыщения Iн для Ф2, Ф3 и Ф4 по графику:
,
,
.
2. Постройка графика зависимости тока насыщения от освещенности фотокатода.
Аппроксимирующая линейная функция: Iн = aФ, где a = 2,131 10-6.
3. Определение квантового выхода электронов.
4. Статистическая обработка результатов измерений запирающего напряжения для излучения с частотой и с частотой по данным табл. 2.
Обработка данных прямых измерений величины , N = 5, P = 95 %:
xi |
-0,526 |
-0,527 |
-0,515 |
-0,527 |
-0,527 |
θx = 0,001 |
x↑i |
-0,515 |
-0,526 |
-0,527 |
-0,527 |
-0,527 |
R = -0,012 |
xi+1 - xi |
-0,011 |
-0,001 |
0 |
0 |
|
Up,n R = -0,00768 |
|x2 – x1| > |Up,n R|, следовательно, x1 – содержит грубую погрешность, исключим его из выборки, N = 4:
xi |
-0,526 |
-0,527 |
-0,527 |
-0,527 |
θx = 0,001 |
x↑i |
-0,526 |
-0,527 |
-0,527 |
-0,527 |
R = -0,001 |
xi+1 - xi |
-0,001 |
0 |
0 |
0 |
Up,n R = -0,00076 |
|x2 – x1| > |Up,n R|, следовательно, x1 – содержит грубую погрешность, исключим его из выборки, N = 3:
xi |
-0,527 |
-0,527 |
-0,527 |
θx = 0,001 |
Так как все три значение одинаковые, то СКО среднего будет равно нулю, следовательно, значение случайной погрешности тоже. Тогда полная погрешность результата измерения:
Окончательный результат:
В.
Обработка данных прямых измерений величины , N = 5, P = 95 %:
xi |
-0,361 |
-0,361 |
-0,367 |
-0,367 |
-0,374 |
θx = 0,001 |
x↑i |
-0,361 |
-0,361 |
-0,367 |
-0,367 |
-0,374 |
= - 0,366, R = -0,013 |
xi+1 - xi |
0 |
-0,006 |
0 |
-0,007 |
|
Up,n R = -0,00832 |
Δxi |
0,005 |
0,005 |
-0,001 |
-0,001 |
-0,008 |
∑Δxi = 0 |
(Δxi)2 |
2,5 10-5 |
3 10-5 |
0,1 10-5 |
0,1 10-5 |
6,4 10-5 |
∑(Δxi)2 = 12 10-5 |
Выборочное СКО среднего:
Случайная погрешность:
Оценочное значение погрешности:
Относительная погрешность:
Полная погрешность:
.
Округление результата:
Окончательный результат:
В.
5. Определение работы выхода электронов.
6. Постройка графика зависимости запирающего напряжения от частоты.
Аппроксимирующая линейная функция: U3(ν) = mν + n, где m = -4,2368 10-15, n = 1,9431.
7. Оценка постоянной Планка.
8. Определение граничной частоты фотоэффекта для материала фотокатода.
Вывод
Было произведено исследование закономерностей эффекта фотоэлектронной эмиссии (внешнего фотоэффекта); измерение работы выхода электрона и красной границы эффекта для материала фотокатода.