Выполнение измерений

Схема экспериментальной установки приведена на рис.2. Свет от источника S через систему оптических фильтров F попадает на фотокатод К фотоэлемента Ф. Между катодом К и анодом А с блока питания Б подается регулируемое тормозящее напряжение U. Тормозящее напряжение измеряется электронным вольтметром V , фототок - с помощью микроамперметра μА.

S K

F A V A

Б

Рис.2

Частота ν (длина волны λ) излучения, падающего на фотоэлемент, регулируется подбором светофильтров. Эксперимент заключается в определении зависимости запирающего напряжения U_з от частоты света hν . Он проводится следующим образом:

1. Включить осветитель и установить фильтр с определенной полосой пропускания.

2. Включить блок питания и вольтметр .

3. Управляя напряжением блока питания снять зависимость фототока, измеряемого микроамперметром, от задерживающего напряжения, измеряемого вольтметром.

4. Провести аналогичные измерения для других светофильтров. Результаты измерений занести в таблицу 1.

Таблица 1

λсредн светофильтра	№ измерений	U	I
	1
	2
	3
	4
	5
	1
	2
	3
	4
	5
	1
	2
	3
	4
	5

Обработка результатов измерений заключается в следующем:

1. Построить графики зависимости фототока I от задерживающего напряжения U для различных значений частоты падающего света.

2. Экстраполируя полученные кривые до их пересечения с осью U, определить значения запирающего напряжения U_з для используемых частот света ( см. рис.3 ). При экстраполяции кривых малые значения фототока использовать не следует.

Рис.3

Результаты определения запирающего напряжения занести в таблицу 2.

Таблица 2

№	Uз	λсредн	νсредн

3. Используя табл. 2, построить график зависимости запирающего напряжения U_з от частоты света ν. Согласно уравнению (3) запирающее напряжение линейно зависит от частоты света

U_з = hν /c - A/e,

причем угловой коэффициент k наклона прямой равен h/e. Это позволяет определить постоянную Планка по формуле

h = ke.

Коэффициент k наклона прямой определяется с помощью построенной зависимости U_з(ν).

4. Экстраполируя график зависимости U_з(ν) до пересечения с осью абсцисс, определить частоту ν_min, при которой запирающее напряжение обращается в нуль. Определить работу выхода электронов на основе формулы (4)

A = hν_min

5. Оценить ошибку измерения работы выхода А.