Описание экспериментальной установки

Установка для исследования внешнего фотоэффекта выполнена в виде блоков, соединённых проводниками.

1. Источником света служит газоразрядная ртутная лампа, она помещена в светонепрозрачный корпус. В этом же корпусе находится блок электропитания газоразрядной лампы. Свет от лампы на фотоэлемент проходит через окно. На пути света могут быть поставлены поставленны различные интерференционные фильтры, которые пропускают свет различных частей спектра излучения лампы. Оптические фильтры смонтированы на диске. Поворот позволяет устанавливать на пути света от лампы необходимые светофильтры. В таблице №1 приведены значения длин волн света при различных положениях диска.

Таблица №1.

На выходном окне источника света смонтирован поляризационный фильтр, он меняет световой поток. При повороте фильтра по часовой стрелке световой поток увеличивается и наоборот.

Для стабильной работы лампы необходимо прогреть её не менее 15 минут.

2. Приёмник света (фотоэлемент) помещен в корпус. В работе используется два фотоэлемента с маркировкой Ф-8 и Ф-25. Приёмник света устанавливается таким образом, что свет от источника попадает на фотоэлемент. Чтобы боковой свет не попадал на фотоэлемент, канал для света закрывается специальной втулкой-блендой. Приёмник света соединён с усилителем тока тремя штырями, штыри одновременно служат стойками.

3. Измерительное устройство позволяет изменять напряжение на фотоэлемент и его полярность (т.е. задавать прямое или обратное напряжение и измерять его). Индикация напряжения и тока в фотоэлементе производится на табло на лицевой панели измерительного блока (в В. и мк.А).

Основой измерительного устройства является однокристальная ЭВМ. Управлять измерительным устройством следует кнопками «прямая и обратная», они задают полярность приложенного напряжения на фотоэлементе, и кнопками (+) - нажатие на неё увеличивает напряжение, (-) – кнопка уменьшает напряжение и кнопка (сброс), она скачком уменьшает напряжение до «0».

4. Проведение измерений.

Снятие вольт-амперных характеристик.

1). Включить источник света и измерительное устройство в сеть. Дать установке прогреться.

2). Поставить светочувствительное устройство в соответствующие разъёмы (фотоэлеметы Ф-8 или Ф-25).

3). Установить измерительное устройство на «0». Для этого поставить диск смены фильтров в положение «5» (перекрывает свет). Работая кнопками грубо-точно установить индикаторы (ток и напряжение) на «0».

4). Поворотом диска поставить необходимый светофильтр (см. табл. №1).

5). Поставить прямое напряжение на фотоэлемент и начиная с нулевого значение напряжения добавить его кнопкой (+) и в таблицу №2 записывать напряжение и ток. Увеличение напряжения производить до получения тока насыщения.

6). Поставить обратное напряжение и начиная с нулевого значения медленно добавлять напряжение. Фиксировать ток и напряжение в таблицу №3, измерения вести до достижения тока равного нулю. Постараться надежно установить значение обратного напряжения при котором ток обратился в нуль.

7). По табличным данным построить вольт-амперные характеристики.

8). По полученным данным построить график зависимости U₃ от частоты света v.

9). Используя полученный график, вычислите по формуле (8) постоянную Планка и оцените погрешность измерений.

Рис.1 Рис.2

Таблица №2

Таблица №3