Описание установки

Внешний фотоэффект изучают на установке, состоящей из фотоэлемента и лампы накаливания, размещаемых на оптической скамье, а также цифровых микроамперметра и вольтметра, конструктивно объединенных вместе с реостатом в один электронный блок приборов. Электрическая схема установки представлена на рис. 3.3.

Вакуумный фотоэлемент ФЭ заключён в защитный кожух с окном и представляет собой стеклянный баллон, половина которого изнутри покрыта тонким слоем щелочного металла. Этот слой является катодом фотоэлемента. Анодом служит металлическое кольцо, расположенное в центре баллона.

Источником света является галогеновая лампа накаливания Л, напряжение на которой, а значит и интенсивность её свечения, можно регулировать. Монохроматическое излучение получают с помощью светофильтров СФ, закрепленных во вращающейся оправе (длины волн излучения, пропускаемого светофильтрами, указаны на оправе).

Фототок измеряют цифровым микроамперметром. Напряжение на фотоэлементе может изменяться вращением ручки реостата и измеряется цифровым вольтметром. Для переключения режимов задерживающего и ускоряющего напряжений служит специальный переключатель полярности «Задерживающее – Ускоряющее».

Выполнение измерений Задание 1. Снятие вольтамперной характеристики

Для получения вольтамперной характеристики следует на оптической скамье расположить источник света, набор светофильтров и фотоэлемент как можно ближе друг к другу.

Замеры фототока нужно сделать при красном светофильтре. Устанавливая значения напряжения от 0 до 18 В, проведите измерения силы тока и занесите результаты в табл. 3.1.

Таблица 3.1

 = нм
Напряжение U, B		0	1	2	3	5	8	11	14	17	18
Фототок I, мкА	0

Для измерения величины задерживающего напряжения необходимо переключить тумблер на корпусе блока питания в положение «Задерживающее». При том же светофильтре определите задерживающий потенциал (т.е. напряжение, при котором фототок становится равным 0) и запишите результат в первую графу табл. 3.1.

Задание 2. Изучение зависимости фототока от интенсивности света

Для того чтобы изучить зависимость величины фототока от интенсивности света, нужно провести измерения силы тока насыщения при разных расстояниях между источником света и фотоэлементом. Изменение этого расстояния как раз и приводит к изменению интенсивности света, попадающего на фотоэлемент (чем ближе источник света, тем более ярко освещён фотоэлемент, соответственно интенсивность света будет большой).

Таблица 3.2
№ п/п	l, см	iя, мкА
1
2
3
U = … В

Для того чтобы измерить ток насыщения, надо подать на фотоэлемент достаточно большое напряжение. Для используемой установки оно составляет 18 В. Измерения можно проводить при любом светофильтре (по указанию преподавателя). Измерьте фототок при минимальном расстоянии между лампой и фотоэлементом. Результаты измерения занесите в табл. 3.2. Повторите измерения ещё два раза, увеличивая расстояние l.