Экспериментальная часть

В данной работе явление фотоэффекта исследуется на установке,

схема которой представлена на рис.6.4.

Рис.6.4

Свет от лампы накаливания 1 проходит через монохроматор 2 и попадает на фотоэлемент 3. При этом в зависимости от положения барабана длин волн монохроматора, связанного с его призмой, на фотоэлемент попадает та или иная монохроматическая часть света лампы некоторой длины волны λ. Выбитые из фотокатода электроны движутся в разные стороны, в том числе и в направлении к аноду. Некоторые из фотоэлектронов достигают анода, заряжают его отрицательно, создавая между анодом и катодом тормозящее (задерживающее) поле для последующих электронов. По мере накопления электронов на аноде и роста задерживающего напряжения между анодом и катодом даже самые быстрые электроны не будут достигать анода. Дальнейший рост задерживающего потенциала прекратится. Измеряя это установившееся напряжение U_З и используя формулу (6.1), можно определить максимальную скорость фотоэлектронов.

Изменяя длину волны λ (частоту) света, падающего на фотокатод, измеряют U_З и строят график зависимости U_З ().

По полученному графику определяют постоянную Планка h и работу выхода А. Задерживающая разность потенциалов U_З измеряется вольтметром с большим сопротивлением. Большое сопротивление внешнего участка цепи между анодом и катодом фотоэлемента обеспечивает незначительную силу тока и, тем самым, эффективное накопление электронов на аноде и образование задерживающей (запирающей) разности потенциалов.

Лампа накаливания 1 питается напряжением 6 В, получаемым с помощью понижающего трансформатора ТР.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ УПРАЖНЕНИЯ

1. Подать питание к осветителю – лампе накаливания и вольтметру. Определить цену деления вольтметра.

2. С помощью барабана длин волн монохроматора установить необходимую длину волны λ света, подаваемого на фотоэлемент. Спустя 1-2 мин., снять показания вольтметра и записать в таблицу задерживающее напряжение.

3. Повторить измерения задерживающего напряжения для нескольких длин волн. Полученные данные занести в таблицу.

4. Рассчитать соответствующие частоты подаваемых на фотоэлемент световых волн и построить график зависимости U_З (). Ход зависимости рекомендуется определить методом наименьших квадратов, используя ЭВМ.

5. Следуя описанной выше методике, определить постоянные h

и А. (При использовании ЭВМ получают на табло значения

углового коэффициента линейной функции и постоянной ).

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какие знаете фотоэлектрические эффекты?

2. Какие знаете фотобиологические эффекты? Какие

биофизические процессы они включают?

3. Поясните ход вольтамперной характеристики фотоэлемента.

4. Как можно увеличить фототок насыщения? От чего он зависит?

5. Перечислите законы фотоэффекта и поясните их происхождение, исходя из теории Планка - Эйнштейна?

6. Что такое задерживающее напряжение?

7. Как по результатам работы определить постоянную Планка

и работу выхода электрона из материала фотокатода?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №7

ИЗУЧЕНИЕ СЕРИАЛЬНЫХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ В СПЕКТРЕ

АТОМА ВОДОРОДА

Цель работы: ознакомление с экспериментальными методами исследования линейчатых спектров, проверка боровской теории одноэлектронного атома.

Приборы и оборудование: спектрометр УМ – 2, градуировочный график, спектральная водородная трубка, источник питания.