Изучение основных закономерностей внутреннего фотоэффекта (Лабораторная работа № 19)

              Министерство образования Республики Беларусь

                       Учреждение   образования

“Гомельский государственный университет им. Ф.Скорины”

                  Физический факультет

               Лабораторная  работа №19

                          по оптике

                           на тему:

     «Изучение основных закономерностей

              внутреннего фотоэффекта»                                    

Выполнил:                                                                     Руденков А.С.                                                 

Cтудент  группы Ф-21

Проверил:                                                                      Хахомов С. А.  

                                                Гомель  2005        

Цель работы: познакомить студентов с элементами зонной теории, устройством и основными характеристиками полупроводникового фотоэлемента и фотосопротивления.

Приборы и принадлежности: оптическая скамья, осветитель типа    ОИ-224, полупроводниковый фотоэлемент, фотосопротивление типа ФСК-1,

Микроамперметр с пределом шкалы 100мкА, вольтметр ВК7-10А,набор светофильтров, соединительные провода.

1,2,4-переключатель;

3-тумблер;

5-гнездо;

6-шпиц;

7-табло.

                                                 Ход работы.

1.  Дал прогреться прибору, произвел калибровку и подготовил его к измерению.

2.  Последовательно выполнил упражнения 1-5 согласно методическому указанию.

Упражнение№1. Исследование световой характеристики

                              фотосопротивления.

S₁=10, 5*10^-6м²;         W=100Вт.

I,кд	S,м2	r,м	Rф, кΩ	Ф, лм
4976	10,5*10-6	0,15	8,2	2,32
		0,20	9,4	1,31
		0,25	12,2	0,84
		0,30	15,1	0,58
		0,35	15,4	0,43
		0,40	15,4	0,33

; где I-сила света источника, r-расстояние,

S-рабочая площадь фотоэлемента.

График R_ф=f(Ф).

Упражнение№2. Снятие спектральной характеристики

                             фотосопротивления.

светофильтр	λ,нм	Rф, кΩ
фиолетовый	380	13,3
синий	400	11,4
зеленый	540	15,3
желтый	600	9,2
красный	700	10,0

График R_ф=f(λ).

Упражнение№3. Исследование световой характеристики

                                полупроводникового фотоэлемента.

i₀=0A.

S=11,34*10^-4м

I,кд	S,м2	r,м	i’,мА	Ф, лм
4976	11,34*10-4	0,15	21	250,8
		0,20	7	141,1
		0,25	4	90,3
		0,30	3	62,7
		0,35	2	46,1
		0,40	1	35,3

; где I-сила света источника, r-расстояние,

S-рабочая площадь фотоэлемента.

График i’=f(Ф).

Упражнение№4. Снятие спектральной характеристики

                             полупроводникового фотоэлемента.

светофильтр	λ,нм	i’,мА
синий	400	4,5
зеленый	540	3
желтый	600	20
красный	700	4

График i’=f(λ).

Упражнение№5. Определение интегральной чувствительности

                                 полупроводникового фотоэлемента.

I,кд	S,м2	r,м	i’,мА	γ,мА/кд	Ф, лм
4976	11,34*10-4	0,15	21	0,0837	250,8
		0,20	7	0,0496	141,1
		0,25	4	0,0442	90,3
		0,30	3	0,0478	62,7
		0,35	2	0,0434	46,1
		0,40	1	0,0283	35,3

А/кд.

Вывод:  а) с увеличением значения величины светового потока значение фотосопротивления уменьшается, а значение фототока увеличивается.

Проанализировав спектральные характеристики, можно заметить, что

при определенных значениях λ минимумам на графике R_ф=f(λ) соответствуют максимумы на графике i’=f(λ). Таким образом, фототок связан с фотосопротивлением обратнопропорционально , что косвенно подтверждает закон Ома верен для фотоэффекта I=U/R.

б) интегральная чувствительность исследуемого полупроводникового

фотоэлемента равна 0,0495*10^-3 А/кд.