91, ZJAW FOT, Jacek Wilczy˙ski


Jacek Wilczyński

Robert Kozak

Wrocław 24. 03. 1997


Laboratorium z fizyki

ćwiczenie nr 84

Temat: Badanie zewnętrznego zjawiska fotoelektrycznego.

Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia było:

Zasada pomiaru:

    1. Do badania praw rządzących zjawiskiem fotoelektrycznym użyliśmy komórki fotoelektrycznej próżniowej. Komórka fotoelektryczna jest lampą dwuelektrodową. Katoda jest wykonana z materiału emitującego elektrony pod wpływem promieniowania świetlnego i dlatego często jest nazywana fotokomórką. Elektrony wybijane z katody przez strumień światła są zbierane przez anodę.

    2. W celu zbadania praw towarzyszących zjawisku fotoelektrycznemu zewnętrznemu połączyliśmy układ jak na rysunku.

    3. +

    4. Rys. Schemat układu do badania zjawiska fotoelektrycznego zewnętrznego.

    5. Katodę fotokomórki F oświetlaliśmy światłem monochromatycznym, pochodzącym ze źródła L. Napięcie między anodą a katodą regulowaliśmy potencjometrem R i mierzyliśmy woltomierzem V. Do pomiaru natężenia prądu fotoelektrycznego użyliśmy galwanometru G.

    6. W pierwszej fazie ćwiczeniu dokonaliśmy pomiaru charakterystyki będącej zależnością prądu fotoelektrycznego od odwrotności kwadratu odległości źródła światła − I = f (1/r2) (czyli pośrednio od natężenia oświetlenia fotokatody). Pomiarów dokonaliśmy stałej wartości napięcia przyspieszającego (między anodą a katodą): U =100 V.

    7. Następnie w tym samym układzie zmierzyliśmy charakterystyką prądu fotoelektrycznego od napięcia przyspieszającego I = f (U). Pomiarów dokonaliśmy dla stałej wartości odległości źródła światła od fotokomórki: r = 20 mm.

    8. W drugiej części ćwiczenia w układzie z monochromatorem dokonaliśmy pomiarów charakterystyki I = f (λ) (zależność prądu fotoelektrycznego od długości światła). Pomiarów dokonaliśmy dla stałej wartości napięcia przyspieszającego U = 67 V.

    9. W końcowej fazie ćwiczenia dokonaliśmy pomiaru charakterystyki: I = f (U) (zależność prądu fotoelektrycznego od napięcia między anodą a katodą). Pomiary wykonaliśmy po dokonaniu zmiany polaryzacji napięcia U − napięcie przyspieszające stało się napięciem blokującym przepływ elektronów od katody do anody. Pomiarów dokonaliśmy kilkakrotnie dla różnych wartości długości fali świetlnej λ.

    10. Na podstawie zdjętych charakterystyk wyznaczyliśmy czerwoną granicę zjawiska fotoelektrycznego λ0, pracę wyjścia elektronu W, maksymalną energię elektronów oraz wartość stałej Plancka.

Wyniki pomiarów i obliczenia:

Badanie zależności natężenia prądu fotoelektrycznego od odwrotności kwadratu odległości źródła światła od fotokomórki (pośrednio od natężenia oświetlenia fotokatody): I = f (1/r2):

Wartości do przyjęcia:

Obliczenia wstępne: