Фотоэлементы с внешним фотоэффектом
Фотоэлемент с внешним фотоэффектом представляет собой диод, у которого электронная эмиссия с катода возникает под действием падающего на него светового потока.
Устройство фотоэлемента показано на рис. 24. В стеклянном герметически закрытом баллоне расположены два электрода – анод 1 и катод 2. Фотокатод выполняется путем нанесения светочувствительного материала на внутренней поверхности стеклянной колбы фотоэлемента так, чтобы светочувствительный слой был обращен внутрь колбы. В качестве светочувствительного материала чаще всего применяется цезий. Анод фотоэлемента выполняется в виде небольшого кольца (или сетки), которое укрепляется на ножке в цоколе. При такой форме анод не мешает лучам света попадать на катод.
|
| Рис. 24. Фотоэлемент с внешним фотоэффектом: 1 – анод; 2 – катод |
Фотоэлементы с внешним фотоэффектом изготавливаются двух типов: вакуумные и газонаполненные. У вакуумных фотоэлементов воздух откачивается до глубокого вакуума. У газонаполненных – после откачки воздуха колба заполняется инертным газом (аргоном, гелием) до давления порядка 0.01 – 1 мм. рт. ст.
Описание установки
|
| Рис. 25. Схема установки: 1 – потенциометр; 2 – измерительный блок; 3 – скамья; 4 – источник света; 5 – гнездо светофильтров; 6 – устройство регулировки освещенности; 7 – фотоприемник |
Для исследования зависимости силы фототока от освещенности и напряжения на электродах, собирается экспериментальная установка, показанная на рис. 25. Установка состоит из блока источника света 4, фотоприемника 7, потенциометра 1 и измерительного блока 2. Фотоприемник 7 содержит фотоэлемент. На передней панели блока источника света находится сетевой выключатель. Гнездо 5, на которую устанавливаются светофильтры, изменяет длину волны света, направляемого на фотоэлемент через выходное окно осветителя. Устройство регулировки освещенности 6 позволяет изменять интенсивность падающего света.
|
|
|
Требования по технике безопасности
1. Подготовка лабораторной работы осуществляется лаборантом или преподавателем физики при обязательном соблюдении требований техники безопасности.
2. Включайте источник света не более чем на 30 минут, после чего делайте перерыв на 10 минут.
3. При выполнении лабораторной работы не прикасайтесь к источнику света во избежание ожогов.
Задания
1. Определение работы выхода фотокатода.
2. Определение числа фотоэлектронов, выбиваемых из катода в единицу времени.
8.9. Методика выполнения заданий:
Задание 1. Определение работу выхода фотокатода
1. Подключить прибор в сеть. Включить источник света и дать лампе прогреться в течение двух минут.
|
|
|
2. Переключить измерительное устройство выключателем на режим «ОБРАТНАЯ».
3. Установить необходимый светофильтр в гнездо.
4. Плавно увеличивать отрицательное напряжение на аноде, пока фототок не достигнет нулевого значения. Записать значение запирающего напряжения в таблицу 14. Повторить действие ещё два раза.
5. Проделать те же действия для остальных светофильтров. Результаты эксперимента занести в таблицу 14.
6. Рассчитать частоту света по формуле
.
7. Построить график зависимости 
. Из графика при 
определить минимальную частоту 
(красную границу) фотоэффекта
8. Определить работу выхода фотоэлектронов из катода по формуле (1).
Таблица 14. Определение работы выхода фотокатода
| № | l, нм | n, Гц |  , В
| , В
| , В
|  , В
| , Гц
|  , эВ
|
| 1 |
|
| ||||||
| … | ||||||||
| 5 |
Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 377; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!