Temat: Badanie zjawiska fotoelektrycznego

Celem ćwiczenia jest badanie zjawiska fotoelektrycznego zewnętrznego przez:

• wyznaczanie charakterystyk prądowo-napięciowych fotokomórki dla różnych natężeń światła oświetlającego fotokatodę,

• wyznaczanie potencjału hamującego dla różnych częstotliwości światła oświetlającego fotokatodę.

Układ pomiarowy składa się z następujących przyrządów: zasilacza prądu stałego, dzielnika napięcia, woltomierza, oświetlacza, badanej fotokomórki i mikroamperomierza. Pomiary napięcia hamowania przeprowadzamy w tym samym układzie. Do oświetlania fotokomórki stosujemy diody elektroluminescencyjne.

Wyznaczanie charakterystyk prądowo-napięciowych fotokomórki dla różnych natężeń światła oświetlającego fotokatodę.

Prąd płynie z „+” do anody

Napięcie zasilania UZ [V] ΔUZ = 0,1V	Natężenie prądu I [μA] ΔI = 0,1 μA
		Bez filtra	Filtr szary
0	0	0
1	0,5	0,2
2	0,9	0,4
3	1,1	0,5
4	1,3	0,55
5	1,35	0,6
6	1,4	0,65
7	1,5	0,68
8	1,55	0,7
9	1,6	0,73
10	1,65	0,75
11	1,7	0,78
12	1,75	0,8
13	1,8	0,82
14	1,85	0,85
15	1,9	0,88
20	1,98	0,9
25	2,05	0,98
30	2,15	1
35	2,2	1,05
40	2,25	1,06
45	2,28	1,08
50	2,3	1,1

Błędy pomiarowe są zaznaczone na wykresie w wielkości punktów

Wnioski: Wraz ze wzrostem napięcia zasilania wzrasta asymptotycznie natężenie wytwarzanego prądu. Natężenie jest większe kiedy nie ma przesłony, czyli przy zmniejszonym natężeniu światła.

Zmieniamy zasilanie fotokomórki na przeciwne (napięcie hamujące)

Napięcie zasilania UZ [V] ΔUZ = 0,01V	Natężenie prądu I [μA] ΔI = 0,01 μA
		Bez filtra	Filtr szary
0	0,06	0,025
0,07	0,045	0,02
0,12	0,035	0,015
0,17	0,025	0,01
0,21	0,02	0,008
0,26	0,015	0,005
0,31	0,01	0,001
0,36	0,005	0
0,41	0,001	0
0,51	0	0

Błędy pomiarowe są oznaczone na wykresie w wielkości punktów

Wnioski: Od natężenia światła zależy też potencjał hamowania. Im mniejsze natężenie tym większy potencjał hamowania.

Wyznaczanie potencjału hamującego dla różnych częstotliwości światła oświetlającego fotokatodę.

Napięcie zasilania UZ [V] ΔUZ = 0,01V	Natężenie prądu I [μA] ΔI = 0,001 μA
		dla λ = 617 nm	dla λ = 395nm
0,02	0,08	0,062
0,07	0,065	0,06
0,12	0,06	0,05
0,17	0,05	0,045
0,22	0,04	0,04
0,27	0,03	0,035
0,32	0,025	0,032
0,37	0,02	0,03
0,42	0,015	0,028
0,47	0,01	0,025
0,52	0,005	0,022
0,57	0	0,02
0,61	0	0,018
0,66	0	0,015
0,71	0	0,012
0,76	0	0,01
0,81	0	0,008
0,86	0	0,007
0,91	0	0,006
0,96	0	0,005
1,01	0	0,004
1,06	0	0,003
1,11	0	0,002
1,16	0	0,001
1,21	0	0

Błędy pomiarowe są zaznaczone na wykresie w wielkości punktów

Wnioski: Wraz ze wzrostem długości fali wzrasta wartość potencjału hamującego.

---