2.Описание установки и метода измерений.

Схема установки представлена на рис. 4.

4 3 2

11

5

12 1

Рис.4

На фотоскамье (1) установлен лазер (2), поляризатор-анализатор (3), фотоэлемент в непрозрачном корпусе (4). Рядом с фотоскамьей расположен блок питания фотоэлемента (5). Блок питания фотоэлемента позволяет изменять разность потенциалов между анодом и фотокатодом фотоэлемента от 0 до 50 В при потенциале анода большем, чем потенциал фотокатода, и от 0 до 1В при потенциале анода меньшем, чем потенциал фотокатода. Лицевая панель управления блоком питания показана на рис.5.

7 8

6 9 10

Рис.5.

На этом рисунке (6) - кнопка включения сетевого питания самого блока, (7) - вольтметр, измеряющий напряжение между анодом и фотокатодом фотоэлемента, (8) - миллиамперметр, фиксирующий ток фотоэлемента, (9) - кнопка переключения полярности напряжения между анодом и фотокатодом фотоэлемента, (10) - ручка регулятора напряжения между электродами фотоэлемента.

Работа данной установки основана на использовании второго закона фотоэффекта (см.[1] стр.132-136), который гласит, что сила фототока насыщения пропорциональна интенсивности падающего светового потока. Для проверки второго закона фотоэффекта необходимо изменять величину интенсивности падающего на фотокатод светового потока. Этого можно добиться, используя поляризатор-анализатор. Согласно закону Малюса интенсивность света, прошедшего через анализатор, пропорциональна интенсивности света, прошедшего через поляризатор, и квадрату косинуса угла между плоскостями пропускания поляризатора и анализатора (I=I₀ cos²).

Поскольку лазер дает уже поляризованный луч, поляризатор нам не нужен и поляризатор-анализатор используется нами в данной работе в качестве анализатора. Таким образом, поставив на пути лазерного излучения анализатор, мы можем изменять интенсивность светового потока, падающего на фотоэлемент, путем простого поворота анализатора вокруг оси, совпадающей с направлением распространения лазерного излучения. Этот угол поворота анализатора отсчитывают по лимбу с указателем на оправке анализатора.

Для определения работы выхода электронов из материала фотокатода необходимо определить величину отрицательного потенциала на аноде относительно фотокатода, при котором ни один электрон не может достигнуть анода. Согласно уравнению Эйнштейна для фотоэффекта

A = hc/ - eU_з . (12)

Таким образом, определив потенциал задержки и зная длину волны излучения используемого лазера ( =6,328^.10^-7 м), легко определить работу выхода электронов для данного материала фотокатода.