ИЗУЧЕНИЕ ФОТОЭФФЕКТА

Студенты

Группа

Преподаватель

Дата

Челябинск

Цель работы: познакомиться с основными закономерностями фотоэффекта, исследовать вольтамперную и спектральную характеристики фотоэлемента.

Оборудование: вакуумный фотоэлемент, электронный блок, лампа, светофильтры.

РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ

Внешний фотоэффект – это явление ……

На основании экспериментов Столетов установил законы фотоэффекта. 1. Сила фототока насыщения прямо пропорциональна………

2. Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов не зависит………

а зависит от…….

3. Для каждого металла существует граничная частота, ниже которой фотоэффект……

Волновая теория света не смогла объяснить законы фотоэффекта. По этой теории электроны в металле раскачиваются в электрическом поле световой волны любой частоты и, набрав за некоторое время достаточно энергии, вылетают из металла. На самом деле фотоэффект безинерционен, существует граничная частота. Кинетическая энергия должна быть пропорциональна освещенности.

Закономерности фотоэффекта объяснила квантовая теория света. По этой теории свет – это поток фотонов, излученных атомами и молекулами вещества. Энергия фотона определяется по формуле Планка: При фотоэффекте фотоны, попадая в металл, взаимодействуют с электронами и, отдав энергию электрону, перестает существовать. Закон сохранения энергии для фотоэффекта, называемый уравнением Эйнштейна, имеет вид:

Согласно уравнению энергия, полученная электроном от фотона, расходуется на…….

Уравнение Эйнштейна объясняет закономерности фотоэффекта. Во-первых, сила фототока насыщения пропорциональна световому потоку, так как пропорционально растет число фотонов. Во-вторых, максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов зависит только от частоты по линейному закону. В-третьих, с уменьшением частоты света ниже граничной частоты, электрону не хватает энергии, чтобы выйти за пределы металла. Граничная частота связана с работой выхода соотношением:

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ

Задание 1. Изучение вольтамперной характеристики фотоэлемента

График зависимости силы фототока от напряжения

-4 0 4 8 12 16 20 U, В

Расчет числа электронов, выбиваемых за одну секунду n = I _max / e =

Определение по графику запирающего напряжения U_зап=

Расчет скорости электронов =

Задание 2. Изучение спектральной характеристики фотоэлемента.

График зависимости силы фототока от длины волны

где с =3,0∙10⁸ м/с. Выводы.

ОТВЕТЫ НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: