Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Порядок выполнения работы. 1. Ознакомиться с лабораторной установкой.



1. Ознакомиться с лабораторной установкой.

2. Установить на источнике питания анода Б5-44 клавиши в положение U = 21 В, I= 200 mA

3. Установить на источнике питания катода Б5-47 клавиши в положение U = 8 В, I = 1,11 - 1,16 (А) ( по указанию преподавателя)

4. Включить источники питания анода и катода (только в присутствии преподавателя).

5. При постоянном токе накала Iнак снять зависимость анодного тока Та- от анодного напряжения Uа. •

6. Изменить ток накала и повторить пункт 5 при другой темпера туре катода.

7. Построить график зависимости Ia,=f(Ua) c указанием погрешности определения тока и напряжения и Определить по графику значения токов насыщения при различных температурах Is', и Is//

8. Рассчитать температуры катода для обоих случаев с помощью формул (2) и (3).

9. По формуле (1) определить работу выхода. Работу выхода выразить в электрон-вольтах. Вычислить погрешность как для косвенных наблюдений (по указанию преподавателя).

10. Сопоставить полученный результат с табличными. Сделать выводы из проведенной работы.

Примерная форма записи полученных результатов.

 

Таблице 1 Вольт-амперные характеристики

Ua, B  
,mA  
,mA  

 

 

Таблица 2 Определение работы выхода

Uнак, В Iнак, А R0, Ом R, Ом Т, К Is, mA A
               
               

 

Контрольные вопросы

1. Что называется работой выхода электрона из металла ?

2. В чем заключается явление термоэлектронной эмиссии (ТЭЭ) ?

3. Объясните вид вольт-амперной зависимости диода.

4. Сформулируйте закон Богуславского-Ленгмюра.

5. Как объяснить наличие тока насыщения ?

6. Как зависит величине тока насыщения от температуры ?

7. Какой метод определения работы выхода предлагается в данной работе ?

8. Каким образом можно определить температуру прямонакального катода ?

9. Примерный вид энергетического спектра на контакте металл -вакуум.

10. Что такое уровень Ферми? Как связана работа выхода с положением уровня Ферми ?

11. Как возникает двойной электрический слой на границе металл -вакуум ?

12. Что такое силы изображения ? Как они возникают ?

13. Как можно изменить работу выхода электронов из металла?

 

 

Лабораторная работа №9

Изучение фотоэффекта определение постоянной планка.

Основные положения

Необходимо знать, что фотоэффектом называется испускание электронов под действием света. Фотоэффект изучался А.Г.Столетовым и другими на установках, принципиальное устройство которых изображено на рис 1. Свет, проникающий через окошко Ф , освещает катод К, изготовленный из исследуемого материала. Электроны, испущенные в процессе фотоэффекта перемещаются под действием электрического поля к аноду А. В результате в цепи протекает фототок, измеряемый гальванометр Г.

Полученная на таком приборе вольт-амперная характеристика (т.е. кривая зависимости фототока I от напряжения между электродами) приведена на рис 2. Характеристика снимается при неизменном потоке света Ф. Из этой кривой следует, что при некотором не очень большом напряжении фототок достигает насыщения - все электроны, испущенные катодом, попадают на анод. Следовательно, сила тока насыщения In определяется количеством электронов в единицу времени под действием света. Пологий ход кривой указывает на то, что электроны вылетают из катода с различными по величине скоростями. Доля электронов обладает скоростями, достаточными для того, чтобы долететь до анода «самостоятельно» при U=0

Для обращения силы тока в нуль нужно приложить задерживающее напряжение U3. При таком напряжении ни одному из электронов, даже обладающих при вылете из катода наибольшими скоростями Vm, не удается преодолеть задерживающее поле и достигнуть анода. Из этого следует уравнение

(1)

где m - масса электрона. Таким образом, измерив задерживающее напряжение U3 , можно определить значение скорости наиболее быстрых фотоэлектронов.

Необходимо знать, что свойства внешнего фотоэффекта объясняются уравнением А.Эйнштейна

(2)

где h- постоянная Планка,W- частота фотона, А - работа выхода электрона из исследуемого материала.

С учетом (I) формулу (2) можно записать в виде HW=hv=A+eU3 (3)

Из формулы (3) следует, что U3 зависит от частоты света, падающего на фотоэлемент. Поэтому, если измерить зависимость задерживающей разности потенциалов U3 зависит от частоты V

U3=f(v)

то из графика этой зависимости можно определить постоянную Планка и работу выхода электрона.

Действительно, уравнение (3) можно представить в виде уравнения прямой. (рис.3).Величина равна тангенсу угла наклона этой прямой, а - отрезку на оси , отсекаемому прямой. В данной работе для изучения внешнего фотоэффекта используется установка, принципиальная схема которой представлена на рис.4. Здесь ИС – источник света, БФ – блок светофильтров, ФЭ – фотоэлемент, -

многопредельный микроамперметр о внешним шунтом, - вольтметр для измерения напряжений в диапазоне 0...100 В, - вольтметр для измерения напряжений в диапазоне 0…1В, БП - блок питания, ПК -переключатель напряжения: I - прямое, 2 - обратное напряжение.


 

Рис 4

 

Задание

 

Изучение внешнего фотоэффекта и определение постоянной Планка

 

Цель работы: провести экспериментальное изучение фотоэффекта и определить значение основных параметров.

Приборы и принадлежности:установка для изучения фотоэффекта, вольтметр универсальный «В7-21» - 2 шт. , блок питания «ВУП-2м», источник света.

 




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.