|
Badanie fotokomórki |
|
|
|
|
WPROWADZENIE
Zjawisko wyzwalania elektronów z cia pod wpywem padajcego na nie promieniowania elektromagnetycznego wiata widzialnego, podczerwonego(nadfioletowego) dzielimy na trzy rodzaje:
-zjawisko fotoelektryczne zewntrzne(powierzchniowe)
-zjawisko fotoelektryczne wewntrzne(objtociowe)
-zjawisko fotowoltaiczne(fotoelektromotoryczne)
A.Einstein wyjani mechanizm zjawiska fotoelektrycznego zaoy on (za Planckiem), e wiato ma budow ziarnisto-kwantow a energia jednego kwanta wynosi h- gdzie h- jest sta Plancka(
) a - czstotliwoci drga fali elektromagnetycznej padajcej na dany metal. W myl tych zaoe strumie promieniowania skada si z pojedynczych kwantów posiadajcych okrelon energi. Energia kwantu promieniowania czyli fotonu, padajcego na powierzchni metalu jest oddana cakowicie jednemu z elektronów metalu(przy czym kwant przestaje istnie). Wymiana energii midzy elektronem a fotonem odbywa si w czasie okoo 
Energia fotonu przekazana elektronowi moe ulec podziaowi na prac wyjcia i energi kinetyczn elektronu lub tylko na prac wyjcia. Warunek wymiany energii moemy zapisa w postaci: 
W- praca wyjcia
Praca wyjcia W nazywa si minimaln prac konieczn do wyrzucenia elektronu o energii odpowiadajcej energii na poziomie Feriniego z ciaa staego do otaczajcej to ciao próni. Podstawiajc za prac 
gdzie :
jest to adunek elektronu
- jest rónic potencjaów przez jak musi przej elektron przy wychodzeniu na zewntrz
W granicznym przypadku gdy caa energia pochonitego fotonu zostaje zuyta na pokonanie bariery potencjau a prdko fotoelektronów jest równa 0,to:
, gdzie:
- graniczna czsto (przy której elektrony opuszczaj powierzchni metalu z prdkoci 0) albo progowa czstotliwo promieniowania padajcego
Prawa zjawiska fotoelektrycznego mona wyrazi na gruncie teorii kwantów w sposób nastpujcy:
PRAWO I
Ze wzrostem padajcej energii promienistej (przy ustalonej dugoci fali promieniowania elektromagnetycznego) to jest ze zwikszeniem gstoci strumienia kwantów zwiksza si liczba elektronów wychodzcych w jednostce czasu z jednej powierzchni owietlanego ciaa, lecz nie zmienia si ich prdko(Vmax).
PRAWO II
Prdko pocztkowa(Vmax) wychodzcych na zewntrz fotoelektronów jest tym wiksza, im krótsza jest padajca fala wiata, tj. im wiksza jest energia kwantów promieniowania.
Pierwsz fotokomórk skonstruowali Elster i Geitel, którzy w 1890 roku opisali typy fotokomórek szklanych zawierajcych substancje fotoelektryczne w postaci warstw metali alkaicznych, ich stopów lub amalgamatów umieszczonych w bakach szklanych.
Dzisiaj komórki fotoelektryczne dzielimy na dwie grupy:
- próniowe
- gazowe
Lp. |
d[cm] |
U[V] |
I[A] |
1 |
25 |
10 |
2 |
2 |
25 |
20 |
4 |
3 |
25 |
30 |
4 |
4 |
25 |
40 |
4 |
5 |
25 |
50 |
4 |
6 |
25 |
60 |
6 |
7 |
25 |
70 |
6 |
8 |
25 |
80 |
8 |
9 |
25 |
90 |
8 |
10 |
25 |
100 |
10 |
11 |
20 |
10 |
4 |
12 |
20 |
20 |
4 |
13 |
20 |
30 |
6 |
14 |
20 |
40 |
6 |
15 |
20 |
50 |
8 |
16 |
20 |
60 |
10 |
17 |
20 |
70 |
10 |
18 |
20 |
80 |
12 |
19 |
20 |
90 |
14 |
20 |
20 |
100 |
16 |
21 |
15 |
10 |
8 |
22 |
15 |
20 |
8 |
23 |
15 |
30 |
10 |
24 |
15 |
40 |
12 |
25 |
15 |
50 |
16 |
26 |
15 |
60 |
18 |
27 |
15 |
70 |
20 |
28 |
15 |
80 |
24 |
29 |
15 |
90 |
26 |
30 |
15 |
100 |
30 |
Lp. |
U[V] |
d[cm] |
I[A] |
1 |
60 |
12 |
34 |
2 |
60 |
13 |
28 |
3 |
60 |
14 |
22 |
4 |
60 |
15 |
20 |
5 |
60 |
16 |
16 |
6 |
60 |
17 |
14 |
7 |
60 |
18 |
12 |
8 |
50 |
12 |
32 |
9 |
50 |
13 |
26 |
10 |
50 |
14 |
20 |
11 |
50 |
15 |
16 |
12 |
50 |
16 |
14 |
13 |
50 |
17 |
12 |
14 |
50 |
18 |
10 |
15 |
40 |
12 |
26 |
16 |
40 |
13 |
20 |
17 |
40 |
14 |
18 |
18 |
40 |
15 |
14 |
19 |
40 |
16 |
12 |
20 |
40 |
17 |
10 |
21 |
40 |
18 |
10 |
Woltomierz
kl.0,5
1dz.=2V
z=150V
Mikroamperomierz
kl.1,5
1dz.=2A
z=100A
BDY
l=2mm
U=4V
I=4A
,bd liczymy z pochodnej logarytmicznej
d |
|
X |
12 |
0,0069 |
0,00023 |
13 |
0,0059 |
0,00018 |
14 |
0,0051 |
0,00015 |
15 |
0,0044 |
0,00012 |
16 |
0,0039 |
0,00010 |
17 |
0,0034 |
0,00008 |
18 |
0,0031 |
0,00007 |
WNIOSKI
W wiczeniu wyznaczono charakterystyk prdowa-napiciow i wietln fotokomórki. Z pierwszej wynika e przy staej odlegoci róda wiata, zwikszajc napicie przyoone do fotokomórki warto fotoprdu ronie. Przy mniejszych odlegociach róda wiata od fotokomórki wartoci napicia i fotoprdu s odpowiednio wiksze. Z charakterystyki wietlnej wynika e wraz ze zmniejszeniem odlegoci wiata wzrasta warto fotoprdu. Dzieje si tak dla tego, e zbliajc arówk do fotokomórki zwikszamy strumie wiata padajcy na fotokomórk. Dziki temu zwiksza si ilo elektronów wytrconych z katody a wic ronie warto fotoprdu. Na bd wpywa niepunktowo róda wiata, wahania napicia zasilajcego arówk, co powoduje zmian strumienia padajcego wiat oraz bd mierników. Mog wic wystpi odchylenia od charakterystyki prawidowej.
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
badanie fotokomĖrki2, MIBM WIP PW, fizyka 2, sprawka fiza 2, fizyka lab, fizyka
badanie fotokomĖrki1, MIBM WIP PW, fizyka 2, sprawka fiza 2, fizyka lab, fizyka
badanie fotokomĆ³rki gazowej2
BADANIE FOTOKOMĆRKI2
Fizyka- fotokomĆ³rka gazowa, Badanie fotokom?rki gazowanej
WSPĆUC~4, Badanie fotokomĖrki gazowanej
Badanie fotokomĆ³rki gazowanej
badanie fotokomĖrki4
Wyznaczanie wspĆ³Åczynnika absorpcji promieniowania gamma-2, Badanie fotokom?rki gazowanej
BADANI~3 2, Badanie fotokomĖrki gazowanej
wiÄcej podobnych podstron