Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Краткая теория. Цель работы:исследование внешнего фотоэффекта с помощью фотоэлементаСтр 1 из 2Следующая ⇒ ЛАБОРАТОРИЯ АТОМНОЙ ФИЗИКИ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6 ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ФОТОЭЛЕМЕНТА Талдыкорган ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6 ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ФОТОЭЛЕМЕНТА Цель работы: Исследование внешнего фотоэффекта с помощью фотоэлемента Приборы и принадлежности: Лабораторная установка (ОТТ-6).
КРАТКАЯ ТЕОРИЯ Внешним фотоэффектом называется явление испускания веществом электронов под действием света. Наблюдается обычно у металлов. Столетовым и другими учеными опытным путем открыты законы внешнего фотоэффекта. 1. Максимальная скорость фотоэлектронов определяется частотой света и не зависит от него интенсивности; 2. Фототок насыщения пропорционален световому пототоку; 3. Для каждого вещества существует красная граница фотоэффекта, т.е. минимальная частота света, при которой возможен внешний фотоэффект. При фотоэффект отсутствует. В соответствии с законом сохранения энергии выполняется соотношение (1)
которое называется уравнением Эйнштейна. Оно легко обьесняет закон фотоэффекта. В самом деле, из (1) следует, что максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона, а значит и его скорость, зависят от частоты света и работы выхода. Фотоэффект возможен, если . Случай , соответствует красной границе, или частоте
Она зависит только от работы выхода электрона, т.е. от химической природы металла и состояния его поверхности. Фототок определяется числом фотоэлектронов, вылетающих из катода в единицу времени. Он пропорционален числу фотонов , падающих за то же время на поверхность вещества, т.е. световому потоку . Внешний фотоэффект находит широкое практическое применение. Приборы, действие которых основано на явлении фотоэффекта, называются фотоэлементами (используется в электронике, телевидении, приборах ночного видения, сигнализации и т.д.). Простейший тип вакуумного фотоэлемента представляет собой стеклянный баллон, из которого выкачан воздух. Большая часть внутренней поверхности баллона покрыта светочувствительным слоем (натрия, калия или цезия). Фоточувствительный слой служит катодом . В центральной части баллона помещают другой электрод - анод , выполненный обычно в виде небольшой сферы, полусферы или кольца (рисунок-1). Участок поверхности фотоэлемента, расположенный против катода, прозрачен. Через этот сток в фотоэлемент могут проникать световые лучи, которые при попадании на фотокатод вызывают явление фотоэффекта. Если между катодом и анодом приложена разность потенциалов, то электроны, вырванные светом из катода под действием электрического поля, устремятся к аноду. В фотоэлементе и цепи, в которую он включен, пойдет электрический ток.
Рисунок-1
Этот ток обычно называют фототоком. Величина фототока определяется световым потоком, падающим на катод и напряжением между анодом и катодом. Зависимость силы фототока от напряжения, приложенного к фотоэлементу при постоянном световом пототоке , называется вольтамперной характеристикой фотоэлемента. Обычно вольтамперная характеристика дается в виде графика зависимости от (рисунок-2).
Рисунок-2.
Из графика видно, что с увеличением напряжения величина фототока растет. Однако постепенно рост фототока замедляется и затем при некотором напряжении прекращается вовсе. Фототок, величина которого не зависит от нарпряжения, называется фототоком насыщения . При насыщении все электроны, вырываемые светом с поверхности катода в единицу времени, достигают анода. В вакуумных фотоэлементах часть электронов, вылетающих из катода под действием света, может долететь до анода и в отсутствии электрического поля (из графика видно, что при ). Чтобы прекратить ток в фотоэлементе, необходимо приложить задерживающее напряжение . Задерживающее напряжение и максимальная скорость фотоэлектронов связаны очевидным соотношением (2)
где, - заряд электрона, - масса электрона. Уравнение (2) вытекает из условия равенства работы задерживающего поля и первоначальной кинетической энергии фотоэлектрона . Другой харктеристикой фотоэлемента является световая характеристика. Световой характеристикой назвается зависимость силы фототока от светового потока, падающего на фотоэлемент при постоянном напряжении на нем . Отношение силы фототока к световому пототоку назвается чувствительностью фотоэлемента , (3)
|