лабы физика / 64О

Министерство образования и науки

Республики Казахстан

Карагандинский государственный

технический университет

Кафедра Физики

Лабораторная работа №64

Изучение внешнего фотоэффекта.

Студент гр. АиУ-04-3

Заикин О.

Руководитель Сулимов К. Г.

Караганда 2005

Цель: изучить внешний фотоэффект

Приборы и материалы: источник питания, ключ, реостат, световой прибор, вольтметр, амперметр.

Таблица1

Ф1	U	0.6	0	1	2	3	4	5	6
	Y	0	0.3	1.7	3	3.9	4.5	5.5	6
Ф2	U	0.4	0	1	2	3	4	5	6
	Y	0	0.2	1.0	1.8	2.5	2.9	3.4	3.7
Ф3	U	0.2	0	1	2	3	4	5	6
	Y	0	0.1	0.8	1.4	1.6	2.2	2.9	3.2

Таблица2

N		U3	Wк	Авых (*10^-19)	max (*10^-7)	(ср) max (*10^-7)	max
1	0.6	0.6	0.9*10^-19	331299999.1	6.0000000174	6.0000000178	5.211885
2		0.5	0.8*10^-19	331299999.2	6.0000000145	6.0000000178	5.211885
3		0.7	1.1*10^-19	331299998.9	6.00000002	6.0000000178	5.211885
4		0.4	0.6*10^-19	331299999.4	6.0000000116	6.0000000178	5.211885
5		0.6	0.9*10^-19	331299999.1	6.0000000174	6.0000000178	5.211885
6		0.9	1.4*10^-19	331299998.6	6.0000000261	6.0000000178	5.211885

Формулы для вычисления:

W_к = e * U3

A_вых =

_max=

h = 6.626 * 10^-34 Дж*с (постоянная Планка)

e = 1.60219 * 10^-19 Кл

W_к = 1.60219 * 10^-19 * 0.6 = 0.9 * 10^-19

W_к = 1.60219 * 10^-19 * 0.5 = 0.8 * 10^-19

W_к = 1.60219 * 10^-19 * 0.7 = 1.1 * 10^-19

W_к = 1.60219 * 10^-19 * 0.4 = 0.6 * 10^-19

W_к = 1.60219 * 10^-19 * 0.6 = 0.9 * 10^-19

W_к = 1.60219 * 10^-19 * 0.9 = 1.4 * 10^-19

A_вых =

A_вых =

A_вых =

A_вых =

A_вых =

A_вых =

_max=

_max=

_max=

_max=

_max=

_max=

_(ср)max = 6.0000000178 * 10^-7

_max = S_max * t_p,n

S_max = =

==2.027971

_max = 2.027971 * 2.57 = 5.211885

Контрольные вопросы

1. Что называется фотоэффектом? Какие бывают виды фотоэффекта?

Фотоэффектом называется испускание электронов веществом под действием электромагнитного излучения.

Внутренний фотоэффект – это вызывание электромагнитным излучением переходы электронов внутри полупроводника или диэлектрика из связанных состояний в свободные без вылета наружу.

Вентильный фотоэффект – возникновение э.д.с. при освещении контакта двух разных полупроводников или полупроводника и металла.

2. В чем заключаются законы фотоэффекта? Назовите их.

I закон Столетова: При фиксированной частоте падающего света число фотоэлектронов, вырываемых из катода в единицу времени, пропорционально интенсивности света.

II закон Столетова: Максимальная начальная скорость фотоэлектронов не зависит от интенсивности падающего света, а определяется только его частотой .

III закон Столетова: Для каждого вещества существует красная граница фотоэффекта, т.е. минимальная частота света, ниже которой фотоэффект невозможен.

3. Как связаны длина волны и частота фотона?

h-постоянная Планка

4. Какая именно особенность фотоэффекта не может быть объяснена с точки зрения волновой теории света?

Энергия, передаваемая электроном, пропорциональна интенсивности света, то свет любой частоты должен был бы выражать электроны из металла; иными словами, красной границы фотоэффекта не должно быть, что противоречит III закону фотоэффекта. Кроме того, волновая теория не смогла объяснить безинерционность фотоэффекта, установленную опытами. Т.о. фотоэффект не объясним с точки зрения волновой теории света.

5. Запишите и объясните уравнение Эйнштейна для фотоэффекта.

Энергия падающего фотона расходуется на совершение электроном работы выхода А из металла и на сообщение вылетевшему фотоэлектрону кинетической энергии . По закону сохранения энергии:

6. Что называется красной границей фотоэффекта?

Красная граница фотоэффекта – минимальная частота света, ниже которой фотоэффект невозможен.

7. От чего зависит максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов?

Максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона линейно возрастает с увеличением частоты падающего излучения и не зависит от его интенсивности, так как ни A ни от интенсивности света не зависят (II закон Фотоэффекта)