Далее: 4.  Контрольные вопросы Вверх: Методические указания Назад: 2.  Описание установки

3.  Порядок выполнения работы

Задание 1. Определение красной границы фотоэффекта.

Включить источник питания СИМ-1, установить потенциометром $U=0$ и установить на милливольтметре предел измерений $1500\,\text{мВ}$, включить микроамперметр Ф195 и установить предел измерений $100\,\text{нА}$ при положении кнопки переключателя диапазонов 50-0-50. (При этом миллиамперметр регистрирует ток от $-50$ до $+50\,\text{нА}$). Поворотом ручки на источнике питания СИМ-1 включить лампу накаливания и сфокусировать ее свет на входную щель монохроматора. Установить ширину выходной и входной щелей монохроматора $2\,\text{мм}$, напряжение $U=0$.

Поворачивая барабан монохроматора определить угол поворота барабана при которых ток через фотоэлемент $J=0$ и при котором ток имеет максимальное значение. Найти для этих углов поворота барабана монохроматора по формуле 5 соответствующие длины волн. Найти значение красной границы фотоэффекта для материала катода фотоэлемента.

Задание 2. Проверить, что величина запирающего потенциала не зависит от интенсивности падающего света.

Поворотом барабана монохроматора установить угол соответствующий максимальному току фотоэлемента. Переключатель диапазонов на микроамперметре - в положение 0-100.

Для трех значений ширины выходной щели монохроматора (подобрать экспериментально,чтобы анодный ток при $U=0$ отличался при различных размерах щели на $15-20\%$) снять вольт-амперные характеристики фотоэлемента.

Для получения вольт-амперной характеристики реостатом меняется напряжение на фотоэлементе через $0,05\,В$ и снимается часть вольт-амперной характеристики в области отрицательных напряжений от $0\,В$ до прекращения фототока.

Рис. 3.1 

Все три вольт-амперные характеристики построить на одном графике (рис. 3.1). По полученным результатам показать, что величина задерживающего потенциала не зависит от интенсивности падающего на фотоэлемент излучения.

Задание 3. Определение постоянной Планка по графику зависимости запирающего потенциала от частоты света.

Установить ширину входной щели монохроматора до $4\,\text{мм}$ (по необходимости!), выходной щели монохроматора $1\,$- $\,2\,\text{мм}$. Поворачивая барабан монохроматора через 100 градусов снять зависимость задерживающего потенциала $U_{\text{з}}$ от частоты $\nu$ в интервале поворота барабана монохроматора от 800 до 2000 градусов.

Для этого необходимо для каждого установленного поворота барабана определить соответствующую ему длину волны и по ней частоту света по формуле (5), а также ошибку в определении частоты по формуле (6).

Для каждого поворота барабана установить реостатом напряжение при котором ток через фотоэлемент равен нулю. При каждом повороте барабана рекомендуется получить не менее 5 значений запирающего потенциала $U_{\text{з}}$, каждый раз меняя напряжение реостатом. По полученным значениям $U_{\text{з}1}$, $U_{\text{з}2}$, $U_{\text{з}3}$ и т.д. вычислить среднее значение $U_{\text{з}}$ и среднеквадратичную ошибку в определении задерживающего потенциала.

Следует отметить, что разумное значение запирающего потенциала можно получить если при $U=0$ стрелка микроамперметра отклоняется не менее, чем на $3\,$-$\,4$ деления.

Полученные данные удобно свести в таблицу:

$\varphi$	$\lambda$ нм	$\nu$ Гц	$\Delta\nu$	$U_{\text{з}1}$	...	$U_{\text{з}5}$	$U_{\text{з}}$	$\Delta U_{\text{з}}$
800
900
$\cdots$
2000

По полученным данным построить график $U_{\text{з}}=f(\nu)$.

Обработку результатов провести графически или аналитически (по методу наименьших квадратов). По полученному графику определить постоянную Планка, работу выхода электрона, красную границу фотоэффекта с учетом погрешности. Полученное значение постоянной Планка сравнить с значением, взятым из cправочника. Значение красной границы фотоэффекта сравните с значением, полученным в первом задании.

Далее: 4.  Контрольные вопросы Вверх: Методические указания Назад: 2.  Описание установки