Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ОТЧЁТ
по лабораторной работе №8
«Снятие спектральной характеристики и определение работы выхода электрона»
Исполнитель: Шнайдер А.Л. АК-211
Цель работы: ознакомиться с основными закономерностями внешнего фотоэффекта, снять спектральную характеристику фотоэлемента и определить работу выхода электрона.
Краткое описание метода исследования: Внешним фотоэффектом называется испускание свободных электронов твердыми и жидкими телами при их освещении.
Светофильтр
S
Ф
А
К
G
V
R
Рис. 1
При изучении законов фотоэффекта у металлов может быть использован вакуумный фотоэлемент, представляющий собой стеклянный баллон, половина внутренней поверхности которого покрыта тонким слоем металла, являющимся катодом. Анодом служит металлическое кольцо, расположенное внутри баллона. Между катодом и анодом создается электрическое напряжение (рис. 1), которое можно изменять при помощи потенциометра R . Для измерения напряжения служит вольтметр V. При освещении катода в цепи появляется фототок, сила которого измеряется гальванометром G.
(Ф)2=2(Ф)1
(Ф)1
=const
I
IН2
IН1
UЗ
Рис. 2
Зависимость силы фототока от напряжения при неизменных частоте излучения и величине светового потока, падающего на катод, называется вольтамперной характеристикой фотоэлемента (рис.2). При построении характеристики считают U > 0 , если потенциал анода положителен по отношению к потенциалу катода, в противном случае U < 0 . На рис. 2 видно, что с увеличением напряжения сила фототока увеличивается и достигает максимального значения Iн, называемого силой тока насыщения. Задерживающим потенциалом (напряжением) называют напряжение Uз, при котором фототок прекращается.
U
Фототок достигает насыщения, когда все электроны, вылетающие из катода за 1 с, достигают за 1 с анода. Следовательно, сила фототока насыщения Iн = еn , где е – заряд электрона, n – число электронов, вылетающих из катода за 1 с. Когда напряжение на фотоэлементе равно задерживающему потенциалу Uз, то I = 0, то есть задерживаются даже самые быстрые электроны со скоростью max при вылете. Их кинетическая энергия полностью расходуется на работу против сил тормозящего поля где m – масса электрона. Если, не меняя частоты света, увеличить вдвое падающий на катод световой поток Ф, то задерживающий потенциал не изменится, а сила тока насыщения Iн увеличится вдвое по закону Столетова (рис. 2).
Оборудование: осветитель, установка.
Измерения
Таблица
|
Частота света , Гц (х1014) |
4,6 |
4,8 |
5,1 |
5,7 |
7,0 |
7,6 |
|
Термоток IT, деления шкалы |
0,01344 |
0,01402 |
0,01421 |
0,00576 |
0,01182 |
0,00557 |
|
Фототок Iф , деления шкалы |
1,8962 |
23,47 |
173,23 |
140,21 |
310,4 |
115,28 |
|
Iф /IT |
141,1 |
1674,04 |
12190,7 |
24342,01 |
26260,6 |
20696,6 |
0=4,57*1014 Гц
A=1,89 эВ
Расчет погрешности
100%.
=2%
Вывод. Ознакомились с основными закономерностями внешнего фотоэффекта, сняли спектральную характеристику фотоэлемента и определили работу выхода электрона, A=1,89 эВ.