CZĘŚĆ TEORETYCZNA

Zjawisko fotooporu wewnętrznego polega na zmianie przewodnictwa elektrycznego ciał stałych pod wpływem oświetlenia. Zachodzi ono głównie dla półprzewodników.Przewodnictwo wzrasta,gdy kosztem dostarczanej energii elektrony przechodzą z pasma podstawowego do pasma przewodnictwa tworząc parę nośników prądu:elektron-dziura.

Zjawisko to jest możliwe wówczas, gdy wartość energii kwantu promieniowania świetlnego jest równa lub większa od szerokości pasma wzbronionego.

h· ≥ ∆E

 - częstość padającego promieniowania świetlnego

h - stała Plancka

∆W - szerokość przerwy energetycznej w modelu pasmowym

Półprzewodnikami nazywamy dużą liczbę substancji, których opór właściwy mieści się w zakresie od 10^-5 Ω·m do 10⁸ Ω·m, i bardzo szybko maleje wraz ze wzrostem temperatury.

Typowe, najszerzej stosowane półprzewodniki to pierwiastki chemiczne german, krzem, tellur.

Fotoopornik

Składa się on z długiej i cienkiej taśmy półprzewodnika ułożonego w sposób pokazany na rysunku. Przed uszkodzeniami mechanicznymi taśma jest chroniona warstwą szkła organicznego. Znajduje on zastosowanie w telewizorach jako przyrząd do automatycznej regulacji jasności obrazu w zależności od oświetlenia pomieszczenia.

Natężenie oświetlenia

Oznaczamy je symbolem E i definiujemy jako pochodną strumienia świetlnego względem powierzchni ustawionej prostopadle do biegu promienia:

E = dФ/dS

.

Jednostką natężenia oświetlenia jest luks[lx],który zgodnie z powyższym wzorem posiada wymiar: lx = lm · m^-2

gdzie lumen (lm) jest jednostką strumienia świetlnego Φ.

CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

Tabela pomocnicza

odległość In		0.2[m]	0.15[m]	0.1[m]	0.05[m]
lp.	U1[dz]	E[lx]	E[lx]	E[lx]	E[lx]
1.	17	2	4	17	22
2.	20	10	17	33	64
3.	30	40	65	120	280
4.	40	96	150	230	610
5.	50	160	260	470	980
6.	60	270	400	720	—
7.	70	370	530	900	—
8.	80	470	700	—	—
9.	90	550	820	—	—
10.	100	620	900	—	—

Tabela I

lp.	l[m]	U1[dz]	E[lx]	U2[V]	I[mA]
1.	0,1	17	17	0,5	0,013
2.	0,1	20	33	0,5	0,038
3.	0,1	30	120	0,5	0,083
4.	0,1	40	230	0,5	0,25
5.	0,1	50	470	0,5	0,36

Tabela II

U₂ = 2,5V l = 0,1m

lp.	U1[dz]	E[lx]	I[mA]
1.	17	17	0,05
2.	20	33	0,2
3.	30	120	0,8
4.	40	230	1,4
5.	50	470	2,4
6.	60	720	3,3
7.	70	900	4,0

Tabela III

l = 0,1m U₂ = 2,5V E_o = 900 lx

lp.	x[m]	I[mA]	E[lx]
1.	0,003	3,9	876
2.	0,006	3,6	796
3.	0,008	3,4	744

Obliczam współczynnik absorbcji k dla trzech grubości absorbenta x jeśli wiadomo że

E = E_o e^-kx => k = ln(E_o/E)/x

k₁ = ln(1,02739)/0,003 k₁ = 9,1 m^-1

k₂ = ln(1,13065)/0,006 k₂ = 20,5 m^-1

k₃ = ln(1,20977)/0,008 k₃ = 23,7 m^-1

Korzystając z metody różniczki zupełnej obliczam Δk

Δk = │ ∂k/∂x ∙ ∆x │+│∂k/∂E ∙ ∆E│

∂k/∂x = │ln(E_o/E)/x²│

∂k/∂E = │1/(xE)│

Δk₁= │3033,3∙0,00002│+│2,63∙1│ => Δk₁ = 2,69 m^-1

Δk₂ = │3416,6∙0,00002│+│4,77∙1│ => Δk₂ = 4,83 m^-1

Δk₃ = │2968,7∙0,00002│+│5,95∙1│ => Δk₃ = 6,01 m^-1

k₁ = ( 9,1 ± 2,7) m^-1

k₂ = ( 20,5 ± 4,8) m^-1

k₃ = ( 23,7 ± 6,0) m^-1

Obliczam średnią wartość k

Δk_śr = ( 17,7 ± 4,5 ) m^-1

WNIOSKI

Założony cel został osiągnięty. Na niedokładność pomiarów mogło wpłynąć wiele czynników tj. niedokładność zmysłów podczas odczytywania wartości z urządzenia inne przyczyny to wada urządzenia lub niska klasa miernika.

1

---