3. Исследование фоторезистора

1. Собрать схему экспериментальной установки, подключив источники питания к лампе осветителя и мультиметр к выводам фоторезистора. Установить на мультиметре режим измерения сопротивления.

2. Плавно меняя напряжение питания осветителя шагом 1 В заполнить табл. 4.

Таблица 1.2 Зависимость напряжения фоторезистора от освещенности.

Uпит. лампы
Rф.р.(кОм)
Rф.р ср.(кОм),

3.6. Построить зависимость напряжения сопротивления фоторезистора от освещенности.

3.7. Выключить питание осветителя и накрыть блок фоторезистора темным кожухом. Измерить темновое сопротивление фоторезистора. Определить кратность сопротивления фоторезистора.

4. Исследование фотодиода

1. Собрать схему экспериментальной установки, подключив источники питания к лампе и экспериментальной установке, в цепь последней включить амперметр; переключатель в положение «Фотодиод», при этом провода «К» и «Э» должны быть не подключены; амперметр должен быть настроен на измерение постоянного тока.

2. Плавно меняя напряжение на фотодиоде в обратном включении измерить обратный ток фотодиода. Измерения провести при трех значениях освещенности (напряжении питания осветителя).

3. Построить семейство вольтамперных характеристик фотодиода.

5. Исследование фототранзистора

1. Собрать схему экспериментальной установки, подключив источники питания к лампе и экспериментальной установке, в цепь последней включить амперметр; переключатель в среднее положение, при этом провод «К» должен быть соединен с «Питанием для транзистора»; амперметр должен быть настроен на измерение постоянного тока.

2. Плавно меняя напряжение питания в прямом и в обратном включении с шагом 0,1 В и 1 В соответственно, заполнить табл. 1.1 (каждый раз не менее 3 отсчетов) и при этом добиться насыщения фотоэлемента.

Вопросы для подготовки:

1. В чём состоит физическое явление фотоэффекта?

2. Как определить красную границу фотоэффекта?

3. Квантовое объяснение фотоэффекта

4. Какие противоречия привели к появлению квантовой теории?

5. Что такое работа выхода, от чего она зависит?

6. От чего зависит энергия электронов?

7. От чего зависит величина фототока?

8. Что такое запирающее напряжение?

9. В чем разница внутреннего и внешнего фотоэффектов?

Лабораторная работа №5

Измерение теплоемкости твердых материалов и ее зависимости от температуры.

Цель работы

Ознакомление с теоретическими методами расчета теплоемкости твердых тел и экспериментальным методом определения теплоемкости материалов в режиме монотонного нагрева.

Порядок выполнения работы:

1. Ознакомиться с теоретическим методом определения теплоемкости твердых тел при различных температурах C(t).

2. Ознакомиться с методикой и прибором для определения коэффициента теплоемкости.

3. Получить образцы для измерения теплоемкости.

4. Провести измерения теплоемкости C(t) образцов.

Описание прибора

Измеритель теплоемкости ИТ–С–400 предназначен для исследования температурной зависимости удельной теплоемкости твердых тел, сыпучих, волокнистых материалов, жидкостей, и рассчитан на проведение массовых теплофизических исследований в лабораторных и заводских условиях. В основу работы измерителя положен сравнительный метод динамического с–калориметра с тепломером и адиабатической оболочкой.

Тепловая схема метода показана на рис.1. Образец испытуемый 1 размещается внутри металлической ампулы 2 и монотонно разогревается вместе с ней за счет непрерывно поступающего к ампуле через тепломер 3 теплового потока. Открытые участки поверхности ампулы отделены от среды адиабатической оболочкой 4. Тепловой поток Q_r, проходящий через среднее сечение тепломера, идет на разогрев образца и ампулы и определяется как Q_r=Q_o+Q_a (1)

где Q_o - тепловой поток, идущий на разогрев образца испытуемого, Вт; Q_a - тепловой поток идущий на разогрев ампулы, Вт.

Рис.1.Тепловая схема измерения.

Тепловой поток, идущий на разогрев образца испытуемого, определяется по формуле: Q_o=C∙m_o∙b, (2) Qa=C_a∙b (3)

где — полная теплоемкость ампулы, Дж/К.

О величине теплового потока, проходящего через тепломер Q_r, удается судить по величине перепада температуры на тепломере и тепловой проводимости тепломера , определенной из независимых градуировочных экспериментов:

Q_r∙𝜣_r∙K_r (4).

Параметр K_r= K_r(t) является постоянной прибора и зависит только от температурного уровня. Расчетная формула теплоемкости имеет вид:

–(5); где С — удельная теплоемкость образца, Дж/(кг·К).

При малых перепадах температуры на тепломере можно перейти к измерению времени запаздывания температуры на тепломере, учитывая, что , (6)

где — время запаздывания температуры на тепломере, сек. Тогда рабочая расчетная формула примет вид: (7)

где — время запаздывания температуры на тепломере в экспериментах с пустой ампулой, сек, ( является постоянной измерителя).

Рис.2 .Конструкция с – калориметра

На рис.2 представлена конструкция с-калориметра: 1-тепломер; 2- ампула; 3-крышка; 4-колпак охранный (адиабатическая оболочка); 5- патрубок; 6-корпус; 7-спираль нагревателей; 8-оболочка теплоизоляционная; 9-образец испытуемый; 10-основание; 11-блок нагревательный; 12- термопары.

Таблица градуировки прибора

tC, °С	Кт
- 100	0,297	13,5
- 75
- 50
- 25
0	0,425	16,3
25
50
75
100	0,422	15,5
125
150
175
200	0,413	15,4
225
250
275
300	0,376	14,9
325
350
375
400	0,374	14,6