Wydział: MECH. ESO	PRACOWNIA FIZYCZNA	Rok szkolny: 99/00
Nr ćwiczenia: 7	Temat: Termo emisja	Data oddania : 05.22. 00r.
Wykonał : Duleba IMC b	Sprawdził:	Ocena:

I CZĘŚĆ TEORETYCZNA

Zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne polega na emisji elektronów na zewnątrz ciała pod wpływem promieniowania elektromagnetycznego.

Zasadniczym elementu układu badania fotoefektu jest fotokomórka próżniowa. Składa się ona z bańki szklanej, której tylne ścianka ( katoda K) jest pokryta warstwą materiału (np. 56-Cs) o małej pracy wyjścia. W środku bańki jest pętla metalowa stanowiąca anodę. Przednia ścianka jest przezroczysta i jest oczkiem, które można oświetlać promieniami ze źródła światła. Zmieniając napięcie zasilacza o regulowanym napięciu stałym, odległość między źródłem światła, a katodą oraz częstotliwość (za pomocą filtru) fali świetlnej, możemy badać wpływ tych czynników na natężenie prądu fotoelektrycznego.

Charakterystyka fotokomórki próżniowej

Badania wykazały że:

Prąd płynie natychmiast po naświetleniu (prąd fotoelektryczny), przy odpowiednio wysokim napięciu prąd osiąga stan nasycenia, natężenie prądu nasycenia jest proporcjonalne do natężenia oświetlenia.

• fotoefekt występuje gdy V≥V₀ gdzie V₀ jest częstością progową, charakterystyczną dla materiału katody. Einstein założył, że światło składa się z fotonów o energii hυ. Przy niezbyt dużym oświetleniu foton oddaje swoją energię tylko jednemu elektronowi, dzięki czemu może on pokonać barierę potencjału związaną z pracą wyjścia. Pozostałą część energii fotonu unosi elektron w postaci energii kinetycznej.

Z zależności tej wynika, że fotoefekt zaczyna się od częstotliwości υ₀ , przy której energia fotonu równa się pracy wyjścia. Maksymalna energia kinetyczna fotoelektronów i napięcie ich hamowania rosną wraz z częstotliwością fal elektromagnetycznych, ilość elektronów wybijanych w jednym czasie, a zatem i natężenie prądu, nasycenie są proporcjonalne do liczby fotonów padających na katodę w jednostce czasu czyli do natężenia oświetlenia i pow. Katody.

II OBLICZENIA

Iż=240mA

U0[V]	1	0,9	0,8	0,7	0,6	0,5	0,4	0,3	0,2	0,1	0	-0,1	-0,2
UR[V]	0,5288	0,4512	0,3639	0,3253	0,2195	0,1541	0,099	0,0505	0,0216	0,0070	0,0020	0,0005	0,0001
Ua=U0-UR [V]	0,4712	0,4488	0,4361	0,3747	0,3805	0,3459	0,301	0,2495	0,1784	0,093	-0,002	-0,1005	-0,2001
Ia=UR/R [mA]	52,88•10-6	45,12•10^-^6	36,39•10^-^6	32,53•10^-^6	21,95•10^-^6	15,41•10^-^6	9,9•10^-^6	5,5•10^-^6	2,1•10^-^6	0,7•10^-^6	0,2•10^-^6	0,05•10^-^6	0,01•10^-^6

I_ż=260mA

U0[V]	1	0,9	0,8	0,7	0,6	0,5	0,4	0,3	0,2	0,1	0	-0,1	-0,2
UR[V]	0,6035	0,5221	0,4486	0,3672	0,2912	0,2162	0,1512	0,0923	0,0485	0,0204	0,0072	0,0019	0,0004
Ua=U0-UR [V]	0,3965	0,3779	0,3514	0,3322	0,3088	0,2838	0,2488	0,2077	0,1515	0,0796	-0,0072	-0,1019	-0,2004
Ia=UR/R [mA]	60,35•10^-^6	52,21•10^-^6	44,86•10^-^6	36,72•10^-^6	29,12•10^-^6	21,62•10^-^6	15,12• 10^-^6	9,2•10^-^6	4,8•10^-^6	2,04• 10^-^6	0,72• 10^-^6	0,19•10^-^6	0,04• 10^-^6

I_ż=280mA

U0[V]	1	0,9	0,8	0,7	0,6	0,5	0,4	0,3	0,2	0,1	0	-0,1	-0,2
UR[V]	0,7165	0,6498	0,5689	0,494	0,4088	0,3369	0,2984	0,2006	0,1294	0,0767	0,0422	0,0181	0,0058
Ua=U0-UR [V]	0,2835	0,2502	0,2311	0,206	0,1912	0,1631	0,1016	0,0994	0,0706	0,0233	0,0422	-0,1181	-0,2058
Ia=UR/R [mA]	71,35•10^-^6	64,98•10^-^6	56,89•10^-^6	49,4•10^-^6	40,8•10^-^6	33,69•10^-^6	29,84• 10^-^6	20,06• 10^-^6	12,94• 10^-^6	7,6•10^-^6	4,2•10^-^6	1,8•10^-^6	0,5•10^-^6

1. Obliczam prędkość termo elektronów.

Dla I_ż = 240mA

Ia przy Ua wynosi 0,005mA

Dla I_ż=260mA

Dla I_ż=280mA

Wyznaczam temp. średnią T_śr=507,3K

Obliczam rachunek błędu różniczką zupełną:

ΔU=0,1V

2

1

ln2

ln1

U_b

E₂=2E₁

E₁

---