ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ
Установка состоит из универсального монохроматора УМ-2, микроамперметра А (цифровой прибор Щ-68000), вольтметра постоянного тока V, блока питания и управления БПУ (стабилизированного источника постоянного тока), фотоэлемента СЦВ-51-ФЭ.
Схема установки показана на рис. 4. Свет от раскаленной вольфрамовой нити электрической лампочки Л через входную щель Щ1 попадает в монохроматор М, где разлагается на спектр. Через щель Щ2 монохроматический свет попадает на фотоэлемент ФЭ. Основная часть монохроматора - призма П. Поворот этой призмы осуществляется при помощи градуированного барабана Б. К монохроматру прилагается градуировочный график, устанавливающий соответствие между делениями n барабана и длиной волны света n, выходящего из щели Щ2. Фотоэлемент ФЭ питается от стабилизированного источника постоянного напряжения ИП. Величину этого напряжения можно изменить "грубо" посредством делителя (ручка "множитель"), "точно" - посредством потенциометра (ручка R) и контролировать вольтметром V. В положении 1 ручки "множитель" на анод фотоэлемента подается отрицательный потенциал (запирающее напряжение U3). Его величину можно изменять плавно от 0 до 1 В ручкой R. Цена деления вольтметра при этом 0,1 В.
При переводе ручки "множитель" в положение 2, 3, 4, 5 и.т.д. на анод фотоэлемента подается положительный потенциал. Его величина определяется по вольтметру V умножением его показаний на соответствующий множитель:
| Положение ручки "множитель" | Применяемый множитель | Примечания |
| ´ 0,1 | Отрицательный потенциал на аноде | |
| ´ 1 | Положительный потенциал на аноде | |
| ´ 2 | ||
| ´ 3 | ||
| ´ 4 | ||
| ´ 5 | ||
| ´ 6 | ||
| ´ 7 | ||
| ´ 8 | ||
| ´ 9 | ||
| ´ 10 |
В небольших пределах напряжение на аноде изменяется ручкой R.
Рис. 4
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1. Ознакомиться с приборами, входящими в установку. Поставить тумблер "Сеть" в положение "включено", тумблеры "Лампа" и "Схема" - в положение "выключено".
2. Включить цифровой прибор. Он должен показывать отсутствие тока в цепи (±00,000 А).
ВНИМАНИЕ!!! Включение и регулировка прибора Щ68000 разрешается только в присутствии лаборанта или преподавателя.
3. Установить барабан Б монохроматора на одно из делений (по указанию преподавателя).
4. По градуировочному графику определить длину волны l. Вычислить соответствующую ей частоту n.
5. Установить ручку "множитель" в положение 1, а ручку R - в крайнее правое положение.
6. Включить лампу Л осветителя, переведя тумблер "Лампа" в крайнее левое положение, и определить величину тока в цепи фотоэлемента.
7. Включить источник питания ИП. Для этого перевести тумблер "Схема" в крайнее левое положение.
8. Вращая ручку R вправо, по цифровому прибору произвести отсчет величин тока при соответствующем отрицательном напряжении на аноде U3. Отметить момент исчезновения тока в цепи (00,000 А).
9. Перевести ручку "множитель" последовательно в положения 2, 3, 4,..., 11, измеряя каждый раз значения тока в цепи фотоэлемента при неизменном световом потоке, падающем на него. Построить график J = f (UA), найти величину тока насыщения.
10. Возвратить ручку "множитель" в положение 1.
11. Устанавливая барабан Б монохроматора в нескольких положениях шкалы (по указанию преподавателя), получить значения U3 при отсутствии тока в цепи.
12. По полученным данным построить зависимость U3 = f (n).
13. Вычислить по формуле (4) величину vmax и потенциал выхода j.
14. Составить таблицы, в которые внести значения измеренных и вычисленных величин.
15. Оценить погрешность измерений v и j.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.
1. В чем заключается физическая сущность внешнего фотоэффекта?
2. Почему невозможно объяснить фотоэффект с точки зрения классической электродинамики?
3. Каков физический смысл запирающего потенциала?
4. Как определить работу выхода электрона из металла?В чём заключается физическая сущность этого понятия?
ЛИТЕРатура
1. И.В. Савельев. Курс общей физики. т.3.
2. Б.М. Яворский, А.А. Детлаф. Курс физики. т.3.
3. Г.А. Зисман, О.М. Тодес. Курс общей физики. т.3.
4. Г.С. Ландсберг. Оптика.
5. А.В. Кортнев и др. Практикум по физике.