Анализ и обработка результатов измерений. 1. По данным измерений, занесённым в табл

1. По данным измерений, занесённым в табл. 3.1:

· постройте график зависимости i(U) (вольтамперную характеристику) и определите по нему i ₀, i _н и U _з;

· определите максимальные значения кинетической энергии W _max и скорости u_max выбитых электронов, используя равенство (3.1).

2. По данным табл. 3.2 постройте график зависимости i _н от расстояния l. Определите количество электронов, выбиваемых светом из катода за одну секунду при установленных расстояниях. Это можно выполнить, вспомнив определение силы тока. Сделайте вывод о зависимости числа выбитых электронов от расстояния. Укажите причину такой зависимости.

3. По данным, полученным в ходе выполнения задания 3:

· заполните все ячейки табл. 3.3, вычислив частоту по длине волны, а также среднее значение запирающего напряжения;

· постройте график ê U _зú = f (n) и определите по нему граничную частоту n₀ и угловой коэффициент этой зависимости;

· определите постоянную Планка h. Сделать это несложно. Для этого запишите уравнение (3.6) с учётом (3.1) и выразите из него запирающее напряжение U _з как функцию частоты. Полученное равенство имеет линейный вид y = kx + b, где k – это коэффициент при частоте излучения, а постоянная b связана с работой выхода А (подумайте, как?). Сравните полученное значение постоянной Планка с табличным значением и определите относительную ошибку e = | h _эксп – h _табл|/ h _табл;

· вычислите красную границу l₀ фотоэффекта для этого металла, а также работу выхода для данного фотоэлемента, используя экспериментальное значение постоянной Планка h _эксп.

Контрольные вопросы

1. Назовите составные части лабораторной установки и их назначение.

2. Какие величины измеряются в данной работе непосредственно? Какие вычисляются?

3. Что такое фотоэффект? Какие существуют виды фотоэффекта? Какой фотоэффект изучается в данной работе?

4. Расскажите устройство и принцип действия фотоэлемента.

5. Изобразите вольтамперную характеристику. Объясните, почему она имеет такой вид.

6. Изобразите на одном графике две вольтамперные характеристики при разных расстояниях от лампы до фотоэлемента.

7. Объясните, за счёт чего при одном и том же напряжении на фотоэлементе фототок может быть разным.

8. Изменение какой величины, определяющей энергию света в (3.5), приведёт к увеличению числа выбитых электронов? Изменится ли при этом фототок?

9. Запишите уравнение (3.6). Какие из величин в этих уравнениях для данного фотоэлемента могут меняться в зависимости от условий опыта?

10. Что называется «красной границей» фотоэффекта? Как её определить?

11. Выведите уравнение, описывающее график зависимости ê U _зú = f (n).

12. Изобразите график зависимости ê U _зú = f (n). Как с помощью него можно определить постоянную Планка и работу выхода?

13. Какую из наблюдаемых Вами закономерностей можно объяснить, только используя квантовые представления о свете?

14. Какие из наблюдаемых закономерностей не противоречат волновой теории света?

15. Изобразите ожидаемые вольтамперные характеристики, полученные при разной интенсивности света в двух случаях:

1) если справедлива волновая теория;

2) если справедлива квантовая теория.

Работа № 4