Порядок виконання роботи Отримання вольт-амперної характеристики

1. Скласти схему (рис.3.2).

2. Увімкнути фотоелемент ФЕ, за допомогою потенціометра R прикласти до нього напругу 100 …..150 В, яку вимірює вольтметр V.

3. Розмістити на оптичній лаві фотоелемент і лампу розжарення на одному рівні. Встановити між лампою і фотоелементом таку відстань, щоб відхилення стрілки мікроамперметра було максимальним. Зафіксувати відстань і не змінювати її.

4. За допомогою ручки зміни напруги зменшити напругу між анодом і катодом до нуля, а потім збільшувати її до максимального значення. Реєструвати мікроамперметром сили анодного струму І, які відповідають певним значенням анодної напруги U.

Рис. 3.2

5. Результати занести до табл. 3.1.

Таблиця 3.1

№ п/п	U, В	І, мкА

6. Побудувати графік залежності І (в мікроамперах) від U (у вольтах).

Визначення світлової характеристики

1. Встановити за допомогою потенціометра R напругу 100 ….150 В на фотоелементі.

2. Змінювати відстань між фотоелементом і джерелом світла, фіксуючи для кожної відстані d відповідну силу анодного струму І, мкА, яка вимірюється мікроамперметром.

3. Результати вимірювань занести до табл. 3.2.

Таблиця 3.2

№ п/п	U, В	d, м		І, мкА

4. Побудувати графік залежності анодного струму від освітленості фотоелемента, яка пропорційна величині (вздовж осі абсцис відкладати, вздовж осі ординат - І).

Контрольні запитання і завдання

1. У чому полягає явище фотоефекта? Які ви знаєте види фотоефекту?

2. Сформулюйте закони зовнішнього фотоефекта.

3. Поясніть закони зовнішнього фотоефекта за допомогою рівняння Ейнштейна.

4. Намалюйте і поясніть графік вольт-амперної характеристики вакуумного фотоелемента.

5. Намалюйте і поясніть графік світлової характеристики вакуумного фотоелемента.

Література: [1, §34, с. 106 – 108], [2, §9.1, с. 260 – 262; §9.2, с. 262 – 265].

Лабораторна робота КО 4

Визначення сталої планка за допомогою зовнішнього фотоелектричного ефекту

Мета роботи: ознайомитись з явищем зовнішнього фотоефекта і визначити сталу Планка.

Перш ніж приступати до даної роботи, необхідно обов’язково ознайомитися із теоретичними відомостями із роботи №КО3. Додатково для даної роботи зазначимо таке.

Як випливає із рівняння Ейнштейна для зовнішнього фотоелемента фотострум між катодом і анодом вакуумного фотоелемента припиняється за умови

, (4.1)

де е – заряд фотоелектрона; U_з – запірна напруга.

Підставивши значення кінетичної енергії електрона з (4.1) рівняння Ейнштейна, отримаємо

= A+eU_з, (4.2)

Рівняння (4.2) можна використовувати для визначення сталої Планка h. З метою запишемо для двох різних частот монохроматичного світла:

= A+eU_з1;

= A+eU_з2. (4.3)

Розв‘яжемо систему рівнянь (4) відносно h:

. (4.4)

Монохроматичне світло можна отримати, використовуючи світлофільтри, які пропускають світло певних довжин хвиль і. Частотусвітла визначимо із співвідношення , де С – швидкість світла у вакуумі.

Отже, знаючи частоту іпадаючого світла та визначивши експериментально запірні напруги U_з1 i U_з2, що відповідають цим частотам, за формулою (4.4) можна знайти сталу Планка.

Потрібне устаткування: фотоелемент F, набір світлофільтрів Ф, джерело світла S, джерело струму ε, потенціометр П, вольтметр V, дзеркальний гальванометр G.