Лабораторный практикум по оптике, содержащий описание 21 лабораторной работы, страница 57

8.  Строят графики зависимости  для двух напряжений на фотоэлементе.

УПРАЖНЕНИЕ II

Снятие вольтамперной характеристики

1.  Приборы собраны по прежней схеме.

2.  Фотоэлемент устанавливается на расстоянии 15 см от лампы. Изменяя напряжение на лампе через каждые 10 вольт, производят несколько опытов по определению силы фототока, которые вносят в таблицу. Первоначальное напряжение – 30 вольт. Передвинув фотоэлемент на расстояние 20 см, все измерения проводят снова.

3.  Строят график зависимости , т.е. вольтамперную характеристику для двух положений фотоэлемента.

УПРАЖНЕНИЕ III

Определение чувствительности фотоэлемента

По данным наблюдения, сделанным для снятия световой характеристики, рассчитывают чувствительность фотоэлемента по формуле:

Таблица записи наблюдений.

Световая характеристика					Вольтамперная Характеристика				Определение чувствительности
I		V		S	R
№	R, см		Iφ, mA	Ф, люм	№	U, B	n, дел	iφ, A	Ф, люм	g, μА/люм.

Графики

 

УПРАЖНЕНИЕ IV

Снятие спектральной характеристики

1.  Приборы собраны по прежней схеме.

2.  Фотоэлемент устанавливают на расстоянии10 см от лампы, напряжение устанавливают 70 В.

3.  В держатель светофильтров помещают поочерёдно красный, оранжевый, жёлтый, синий и фиолетовый светофильтры и снимают для них показания микроамперметра.

4.  Увеличивают напряжение до 100 В и снимают аналогичные показания.

5.  Для двух напряжений (70 и 100 В) строят графики зависимости i=¦(l), т.е. спектральную характеристику фотоэлемента, соблюдая масштаб.

Данные заносят в таблицу:

№	Марка светофильтра	Длина волны светофильтра, l	70 В	100 В
			i1	i2
1 2 3 4 5 6	КС-13 ОС-13 ЖС-13 ЗС-13 СС-13 ФС-13	700нм 650 нм 600 нм 540 нм 400 нм 380 нм

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.  В чём заключается явление фотоэффекта?

2.  Работа выхода электрона. Уравнение Эйнштейна.

3.  Законы фотоэффекта.

4.  Можно ли объяснить фотоэффект с точки зрения классической электродинамики?

5.  Устройство и принцип действия фотоэлемента.

6.  Чем объяснить наличие тока насыщения в вакуумных фотоэлементах?

7.  Дайте определение потока световой энергии, силы света, освещённости. В каких единицах они измеряются?

8.  Будет ли ток насыщения у газонаполненных элементов?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №19

ИЗУЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ВНУТРЕННЕГО ФОТОЭФФЕКТА

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 100 мкА, вольтметр
ВК7-10А, набор светофильтров, соединительные провода.

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

Все твердые тела по электропроводности делятся на проводники, полупроводники и изоляторы. Благодаря ряду уникальных свойств особый интерес представляют полупроводниковые материалы. К таким свойствам полупроводника относится уменьшение его сопротивления с увеличением температуры, освещенности, напряженности электрического поля. Характерно, что добавление примеси в чистый металл увеличивает его удельное сопротивление, добавление же примеси в чистый полупроводник резко уменьшает его.

К полупроводникам относятся: селен, германий, кремний, теллур, а также ряд окислов, сульфидов и карбидов.