На оптической скамье установили источник света, кассету со светофильтром и фотоэлемент близко друг к другу.
Установили потенциометры, регулировки накала лампы и напряжения в крайние левые положения.
Переключили тумблер в режим задерживающего напряжения.
Выбрали светофильтр = 525 нм. Установили максимальный накал лампы.
Увеличивая напряжение на аноде, измеряли фототок до момента его прекращения. Данные занесли в таблицу 5.
Таблица 5
= 525 нм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
- U, B |
0 |
0,05 |
0,1 |
0,15 |
0,2 |
0,25 |
0,3 |
0,35 |
0,4 |
0,45 |
0,5 |
0,55 |
0,6 |
0,65 |
|||||||||||
I, мкА |
8 |
7,2 |
6,1 |
5,4 |
4,55 |
4 |
3,2 |
2,5 |
1,95 |
1,35 |
1 |
0,4 |
0 |
- 0,2 |
6 . Построили график зависимости I=f(Uз).
I, мкА
-Uз,B
Для всех светофильтров определили запирающее напряжение. Результаты занесли в таблицу 6.
Таблица 6.
-
, нм
480
490
525
555
570
580
590
V*10^(14), Гц
6,25
6,1
5,7
5,4
5,27
5,17
5,08
Uз,В
-0,89
-0,8
-0,65
-0,5
-0,43
-0,46
-0,42
П
V*10^(14), Гц
остроили график зависимости Uз=F(V).
Uз,B
Вычислили постоянную планка и работу выхода катода.
Заряд электрона e = −1,602176565(35)×10^(−19) Кл
Постоянная Планка hV=A(вых)+e*Uз;- уравнение Эйнштейна;
Так как металл у нас одинаковый, то работа выхода для него постоянная величина. hV1=A(вых)+e*Uз1, hV2=A(вых)+e*Uз2; V1 и V2 нам известны.
h*(V1-V2)=e*(Uз1-Uз2);
h= e*(Uз1-Uз2)/(V1-V2)= e*(Uз1-Uз2)/( c/ - c/ 2);
V=c/ ;
V1(для )=c/ =(3*10^(8))/480*10^(-9)=6.25*10^(14) Гц;
V2(для )= c/ =(3*10^(8))/490*10^(-9)=6.12*10^(14) Гц
h=- 1.6* 10^(-19) * (-0.89+0.8)/0.13*10^(14)= {1.6*0.09/0.13}*10^(-33)=1.11 * 10^(-33) Дж*с;
1 эВ= 1.6 * 10^(-19)Дж;
Реальное значение постоянной Планка h= 6,626*10^(-34) Дж*с;
Работа выхода катода A(вых)=hV1-e*Uз1=1.11*10^(-33)*6.25*10^(14)+1.6*10^(-19)*0.89 =8.3*10^(-19) Дж.
Красная граница =h*c/А(вых)=370 нм;
Упражнение 4
На оптической скамье установили источник света ,держатель для граничных светофильтров и фотоэлемент
Переключатель тумблера поставили в положение ускоряющего напряжения.
Установили накал лампы так, чтобы светофильтр ЖС-10 имел фототок 150-200 мкА
Установили последовательно все светофильтры и записывали значения фототока. Данные занесли в таблицу 5
Таблица 5
-
Название светофильтра
Длина волны,
Ток , I, мкА
СЗС
340
179,3
ЖС-10
400
174,9
ЖС-12
455
177
ЖС-18
510
142
ОС-12
555
74
Построили график зависимости I( )
,нм
I,мкА
6.Красную границу фотоэффекта определить по полученным данным невозможно, т.к. не хватает данных из-за нехватки светофильтров.