Ordinea de execuție a lucrărilor de laborator

Și Oprah-division constanta lui Planck

1. T. I. Trofimova. curs de fizica. - Moscova Școala Superioară din 1985.

2. IV Saveliev. Curs de fizica generala. - M. Science, 1988, Volumul 3.

Scopul lucrării - verificarea experimentală a ecuației lui Einstein pentru a stabili o relație liniară între reținerea poten-Po- și frecvența luminii.

Instrumente și accesorii. Aparate de laborator „Studiul legilor efectului fotoelectric extern.“

Descrierea metodei de măsurare
și configurația experimentală

efectul fotoelectric aparține fenomenelor în care proprietățile particulelor detectate de lumină. Echilibrul energetic al interacțiunii la imputarea unui foton cu un electron legat la exteriorul efectului fotoelectric este stabilită prin ecuația lui Einstein

în cazul în care: h - constanta lui Planck; n - frecvența luminii; A - electron ra-bot; mv 2/2 - energia cinetică a foto-electroni.

Electronii emise de lumina, a muta cu viteze diferite. Cea mai înaltă rată va avea electroni scoase de la nivelul energetic superior în UI-taliu. Electronii sunt luate cu un nivel de energie de adâncime sau au fost supuse înainte de a ieși de coliziune în interiorul ve există, va avea o viteză mai mică. Prin urmare, relația (1) determină energia cinetică nu toate, ci numai rapid ryh electron-!

Dispozitive, aparate care se bazează pe efectul fotoelectric extern, asupra legării fotocelule. Fotocelula este un cilindru de sticlă th la care sunt sudate fotocatodul și anod. Flux luminos incident de F pe catod acoperit cu stratul fotosensibil (fotocatodul) și cauzează emisia fotoelectrică cu o tensiune pozitivă la anod relativ la catod în diferența de vid creat de fluxul de electroni liberi (fotocurentilor) (Fig.1).

Principalele caracteristici ale fotoelemente ment sunt după cum urmează:

1) Caracteristica curent-tensiune - dependența fotocurentului de tensiunea de anod U, la un flux luminos constant (figura 2);

2) de răspuns de frecvență - dence dependența de fotocurentul pe frecvența de stand-by de flux luminos (Figura 3).

Pentru a măsura energia fotoelectronilor, în general, utilizate în metoda de capacitate-Hered. Această metodă constă în faptul că în jurul valorii de fotocatod-Toda câmp creat de retardare, și anume este furnizat la anod negativ în ceea ce privește catod potențial U. În acest caz, ajunge la intestin SMO-anod numai acei electroni de energie kinetiches-kai mai mare decât munca pe care este necesar să se facă împotriva forțelor câmpului retardare (CE> UE). Prin urmare, atunci când curentul anodic U va scadea. Sub unele set-valoare U = Uzului (blocare potențial sau potențial de retardare), chiar și cele mai rapide foto-electronii nu se poate ajunge la anod, iar curentul anodic devine egal cu zero (Figura 4).

Energia cinetică maximă asociată cu retardare potențial următoarea relație:

Substituind ecuația (3) în (2) randamentele de ecuații

Din ecuația (4) arată că între întârziind capacitate și adesea la lumina th următor dacă dependența acolo-liniară, ecuația Uț a liniei drepte (n) (Fig. 5)

Din panta acestei linii la abscisa (n) poate fi calculată constanta lui Planck. Fig. 5. de unde

unde f = 1,6. 10 -19 Kl - taxa de electroni.

Trebuie remarcat faptul că nu iau un anumit unghi de înclinare a liniei pe graficul Uț (n), și tangente acesteia, ținând seama de amploarea selectat axa Uț și n.

Aspectul configurare de laborator este prezentată în
Fig. 6.

Funcția de lucru este determinată de intersecția continuării liniei experimentale cu axa y. Pentru a obține valoarea funcției de muncă în jouli, valoarea rezultată este înmulțită cu taxa de electroni. funcția de lucru în electroni volți potențial egal cu o valoare corespunzătoare punctului de intersecție.

Pentru verificarea experimentală a validității acestei dependențe poduri trebuie să determine corespunzătoare retardare Poten-tials pentru diferite frecvențe (lungimi de undă). Valoare potențial experimental DELAY viu este determinată prin reprezentarea grafică a curentului anod I th U3 (Figura 4). Punctul de intersecție cu axa curbei U (I = 0) definește un potențial retardare.

Ordinea de execuție a lucrărilor de laborator.

1. Verificați poziția butoanelor și potențiometru P1-TION Dirijor Rezistența R2 (mânere trebuie să fie transformat în sens antiorar, până când se oprește).

2. Turn de comutare K1 și K2.

3. Setați filtrul roșu.

rezistență 4. Mâner R2 setați curentul maxim (0.9-0.95 întreaga scală microammeter).

5. Verificați funcționarea DC amplificator. Pentru a face acest lucru, se aplică un potențiometru R1 (unitate medie mâner) maximă de retardare potențial și cu setarea potențiometru la zero (butonul stânga departe) pentru a seta săgeata de pe micro-ampermetru 0.

6. Setați potențial de retardare la 0. Săgeata ampermetru trebuie să fie din nou deviate de 0.9-0.95 întreaga scală. Dacă abaterea va fi diferit din nou pentru ao adapta la a doua valoare este cu brațul drept.

7. operațiuni Refaceți pentru PP5 și 6. În acest caz, atunci când potențialul maxim curent pe-Hered trebuie să fie egală cu zero; atunci când un potențial de retardare egal cu zero, curentul ar trebui să fie 0.9-0.95 întreaga lungime scară.

8. Prin variația potențialului de retardare care variază de la zero la maximum de 0.1-0.2 scriere curent.

9. efectua măsurători PP.4 - 8, cu filtre galben, verde și albastru.

10. construi pentru fiecare filtru de culoare pe o singură foaie de grafic diagramă zavisimostiI = f (U).

11. Prin extrapolarea osiU3 curba rezultată pentru a determina amploarea potențialului de retardare corespunzător
I = 0 (vezi. Fig.4).

12. Parcelă potențialul de retardare în funcție de frecvență.

13. Conform calendarului pentru a determina constanta lui Planck (vezi. Figura 5).

14. Folosind grafic, se calculează funcția de lucru A.

Pentru a formula legea efectului fotoelectric, care rezultă din ecuația Ein-Stein.

1. Care este esența proprietăților cuantice ale luminii?

2. Care sunt efectul fotoelectric extern și intern?

3. Pentru a formula legile fundamentale ale efectului fotoelectric extern.

4. Pentru a formula legea de conservare a energiei și a explica ecuația lui Einstein.

5. Care este esența metodei potențialului de retardare?

6. Care este sensul fizic al lui Planck constantă?

7. Cum este funcția de lucru de electroni al UI-TALLA?

8. Cum este marginea roșie a efectului fotoelectric?