Изучение внешнего фотоэффекта

Описание установки Осветительная лампа Л и фотоэлемент (ФЭ) помещены в светозащитные кожухи на рейтерах оптической скамьи (ОС) (см. рис. 12).

Расстояние между лампой и фотоэлементом изменяют, передвигая рейтер с фотоэлементом, и измеряют по миллиметровой шкале на оптической скамье с помощью указателей на рейтерах.

Лампа накаливания питается от сети с напряжением 220 В.

Электрическая схема подключения фотоэлемента собрана, она представлена на рисунке 13.

СНЯТИЕ СВЕТОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

I = f (E) при U = const.

Принимая нить лампы накаливания за точечный источник света, можно воспользоваться законом освещённости.

(10).

где E — освещенность, I — сила света, R — расстояние от источника до фотоэлемента, U — напряжение.

Так как в условиях опыта I = const, то формула (10) даёт возможность при построении графиков заменить E пропорциональной ей величиной 1/R², т. е. фактически снимается зависимость I = f (1/R²).

• 1. После проверки схемы преподавателем или лаборантом реостат ставят на минимум напряжения с помощью подвижного контакта Д, включают установку в сеть и устанавливают постоянное напряжение по указанию преподавателя.
• 2. Закрыв окошко фотоэлемента крышкой, убеждаются в том, что в отсутствии света стрелка микроамперметра стоит на нуле (темновой ток лежит за пределами чувствительность прибора). При выключенной лампе убеждаются в том, что микроамперметр не показывает тока при открытом окошке фотоэлемента. Если при этом появляется ток, значит, имеются световые помехи, которые надо ликвидировать.
• 3. Устанавливают фотоэлемент на таком расстоянии от лампы, чтобы стрелка микроамперметра отклонилась больше чем на половину шкалы, но не выходила за её пределы. Записывают показания.
• 4. Удаляя фотоэлемент от лампы по этапам на 5 см, каждый раз записывают значения расстояния и силы фототока. Затем повторяют измерения, возвращая фотоэлемент теми же этапами к первоначальному положению. Усредняют результаты прямого и обратного измерений фототока для каждого расстояния R.
• 5. Такие же измерения проводят ещё при двух постоянных напряжениях по указанию преподавателя.
• 6. Результаты измерений заносят в таблицу.

7. Строят графики зависимости I = f (1/R2) при трех напряжениях, откладывая на оси абсцисс 1/R2, на оси ординат — фототок I.