Изучение основных закономерностей внутреннего фотоэффекта, страница 3

1.  Включают вольтметр тумблером и дают прогреться в течение 30 минут. Переключатель 1 устанавливают в положение 10кОм. Переключатель 2 – в положение «Установка нуля».

2.  После прогрева с помощью шлица калибровкой 10кОм установить нулевой показание шкалы. Затем перевести переключатель 2 в положение .

Упражнение 1. Исследование сетевой характеристики

фотосопротивления

1.  На оптической скамье размещают осветитель и исследуемое сопротивление, которое соединяют специальным гнездом вольтметра.

2.  Открывают полностью ирисовую диафрагму осветителя.

3.  Устанавливают расстояние от центра лампы осветителя до фотосопротивления 10см и измеряют величину _.

4.  Изменяя  расстояние  через каждые 10см, измеряют для каждого из них свое значение .

5.  По формуле (2) для каждого  вычисляют величину светового потока.

6.  По полученным данным строят световую характеристику фотосопротивления, т.е. зависимость .

7.  Аналогичное измерение проводят и с другим сопротивлением.

Упражнение 2. Снятие спектральной характеристики

фотосопротивления

1.  Устанавливают фотосопротивление на расстоянии 20см от осветителя. Диафрагма полностью раскрыта.

2.  Помещают перед  ирисовой диафрагмой осветителя (фиолетовый, синий, зеленый, желтый, красный) и снимают для них значения _.

3.  Строят спектральную характеристику фотосопротивления, т.е. зависимость . Длины волн указаны в таблице и конце описания.

4.  Аналогичные измерения проводят и для другого сопротивления.

Упражнение 3. Исследование световой характеристики

полупроводникового фотоэлемента

1.  Вместо фотосопротивления помещают на оптической скамье полупроводниковый фотоэлемент и соединяют его с фотоэлементом. При этом следят за тем, чтобы плюс фотоэлемента был присоединен к плюсу микроамперметра.

2.  Устанавливают фотоэлемент на расстоянии 10 см от осветителя. Диафрагма полностью раскрыта. Осветитель выключен.

3.  Открыв фотоэлемент, определяют его темновой ток .

4.  Включают осветитель в сеть и измеряют величину фототока .Фототок, вызванный исследуемым источником, фотоэлементом .

5.  Измеряют диаметр рабочей части фотоэлемента: вычисляют площадь его рабочей части и по формуле (2) подсчитывают величину светового потока .

6.  Изменяют через каждые 10 минут расстояние  и находят для них свое значение фототока . Вычисляют для этих расстояний величину светового потока .

7.  Строят график зависимости , т.е. световую характеристику фотоэлемента.

Упражнение 4. Определение спектральной характеристики

полупроводникового фотоэлемента

1.  На пути светового пучка помещают поочередно интерференционные светофильтры с максимум пропускания в диапазоне синей, зеленой, желтой и красной областях спектра.

2.  Включают осветитель и измеряют для соответствующих светофильтров величину фототока.

3.  Строят график спектральной зависимости фототока  от длины волны ,

, взяв значения  из таблицы в конце описания, и делают вывод.

Примечание. Фотоэлемент в этом упражнении должен быть удален на 20см от источника света. Диафрагма полностью открыта.

ТАБЛИЦА ДЛИН ВОЛН СВЕТОФИЛЬТРОВ

1.  КС-13 – 7000А                                                      4. ЗС-13 – 5400А

2.  ОС-13 – 6500А                                                      5. СС-13 – 4000А

3.  ЖС-13 – 6000А                                                     6. ФС-13 – 3800А

Площадь светочувствительного слоя фотосопротивления вычисляется по формуле площади круга, предварительно  измерив диаметр рабочей части фотоэлемента.

ФСК-1

ФСК-2

          Сила света лампы рассчитывается по формуле , где  – мощность лампы осветителя (), а  – механический эквивалент света (),

Упражнение 5. Определение интегральной чувствительности полупроводникового фотоэлемента

1.  При фиксированном расстоянии  измеряют величину фототока .

2.  Воспользовавшись результатами предыдущего вычисления площади , по формуле (5) вычисляют интегральную чувствительность элемента .

3.  Аналогично измерения проводят при других значениях  и для них вычисляют свое значение .

4.  Находят среднее значение интегральной чувствительности .

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.  Внутренний фотоэффект и его особенности.

2.  Вентильный фотоэффект (фотогальванический эффект).

3.  Практические применения фотоэффекта.

Рис.3. Передняя панель прибора ВК 7

                                                            Рис.1

                              а)                                                                   б)

                                                            Рис.2