Физика \ Оптика

Лабораторный практикум по оптике, содержащий описание 21 лабораторной работы, страница 61

3.  Открыв фотоэлемент, определяют его темновой ток i0.

4.  Включают осветитель в сеть и измеряют величину фототока i. Фототок, вызванный исследуемым источником света, равен i¢=i-i2.

5.  Измеряют диаметр рабочей части фотоэлемента, вычисляют площадь его рабочей части и по формуле (19.2) подсчитывают величину светового потока Ф.

6.  Измеряют через каждые 10 см расстояние r и находят для них свое значение фототока i¢. Вычисляют для этих расстояний величину светового потока Ф.

7.  Строят график зависимости i¢=f(Ф), т.е. световую характеристику фотоэлемента.

УПРАЖНЕНИЕ IV

Определение спектральной характеристики полупроводникового фотоэлемента

1.  На пути светового пучка помещают поочерёдно синий, зелёный, жёлтый, оранжевый, красный светофильтры.

2.  Включают осветитель и измеряют для них величину фототока.

3.  Строят график зависимости фототока i¢ от длины волны l, т.е. спектральную характеристику фотоэлемента i¢=f(l) , взяв значение l из таблицы в конце описания, и делают вывод.

ТАБЛИЦА ДЛИН ВОЛН СВЕТОФИЛЬТРОВ

1.  КС-13  -  700 нм                            4.  ЗС  -  540 нм

2.  ОС-13  -  650 нм                            5.  СС  -  400 нм

3.  ЖС-18  -  600 нм                           6.  ФС  -  380 нм

Площадь светочувствительного слоя полупроводникового фотоэлемента вычисляется по формуле площади круга,  после предварительного измерения диаметра рабочей части фотоэлемента

.

Сила света лампы рассчитывается по формуле

где W – мощность лампы осветителя, А=0,0016 Вт/лм – механический эквивалент света.

УПРАЖНЕНИЕ V

Определение интегральной чувстительности полупроводникового фотоэлемента

1.  При фиксированном расстоянии r измеряют величину фототока  i.

2.  Воспользовавшись результатами предыдущего вычисления площади S , по формуле (19.5) вычисляют интегральную чувствительность фотоэлемента g.

3.  Аналогичные измерения проводят при других значениях r и для них вычисляют своё значение g.

4.  Находят среднее значение интегральной чувствительности g .

Рис. 19.3.  Передняя панель прибора  ВК7 – 10А.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

  1. Внутреннй фотоэффект и его особенности.
  2. Вентильный фотоэффект (фотогальванический эффект).
  3. Практические применения фотоэффекта.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №20

ИЗМЕРЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ СВЕТОПРОПУСКАНИЯ, ОТРАЖЕНИЯ, ЯРКОСТИ И БЛЕСКА РАЗЛИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Цель работы: ознакомиться с принципом работы фотоэлектрических приборов и научиться определять коэффициенты пропускания, отражения, яркости и блеска различных материалов.

Приборы и принадлежности: фотометр ФМ-58, источник питания, набор образцов, набор приспособлений.

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

При падении световой волны на границу раздела двух прозрачных сред часть света отражается, часть проходит во вторую среду, а часть поглощается. Явления отражения, поглощения и пропускания света характеризуются с помощью соответствующих коэффициентов.

Коэффициенты отражения , поглощения  и пропускания  определяются как отношения интенсивностей соответственно отраженного JR, поглощенного Jk, прошедшего Jt света к интенсивности падающего света J0, то есть

 ;    ;                     (20.1)

На основании закона сохранения энергии можно записать

                               (20.2)

Решая совместно уравнения (20.1) и (20.2), получим

                                    (20.3)

то есть сумма коэффициентов отражения, поглощения и пропускания равна 1.

Если поглощение мало, то k можно принять равным 0, тогда . Наоборот, если тело непрозрачно, то t=0 и тогда

Идеально белым телом называется такое тело, у которого коэффициент отражения R равен 1. Поэтому R характеризует степень белизны, а величина    характеризует  степень черноты тела.

Скачать файл