LABORATORIUM Z FIZYKI |
|
|
||
Marcin Krzesaj |
TEMAT: |
06.05.97. |
||
19 |
Badanie fotokomórki gazowej. |
|
||
Wstęp
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie charakterystyk prądowo napięciowych fotokomórki gazowanej w różnych (określonych) jej odległościach od źródła światła. Zwiększania odległości fotokomórki od źródła światła uzyskano przesuwając ją po ruchomej prowadnicy. Ćwiczenie miało również na celu wyznaczenie charakterystyki świetlnej fotokomórki, czyli zależności prądu fotoelektrycznego w funkcji jej odległości od źródła światła. Odległość zwiększano o wartość 10cm aż do osiągnięcia stanu, w którym fotokomórka przestała reagować na promieniowanie świetlne.
W ćwiczeniu wykonujemy dwie charakterystyki : prądowo - napięciową i świetlną.
Przy wyznaczaniu charakterystyki prądowo - napięciowej umieszczamy żarówkę w stałej odległości od fotokomórki i odczytujemy wartość natężenia prądu przy napięciu zmienianym w zakresie 0 - 100 V co10V. Pomiary powtarzamy dla trzech różnych odległości .
Do wyznaczenia drugiej charakterystyki (świetlnej) ustawiamy stałe napięcie, a następnie ustawiamy fotokomórkę w odległości 12cm od żarówki i zwiększamy odległość aż do momentu w którym nie zaobserwujemy już zmiany natężenia prądu przepływającego przez fotokomórkę. Również i te pomiary przeprowadzamy trzykrotnie (my wykonaliśmy tą charakterystykę dla napięć 60,80 i 100V)
I Tabela pomiarów :
U [V] |
I [μA] dla d = 10 cm |
I [μA] dla d = 15 cm |
I [μA] dla d = 20cm |
0 |
2 |
2 |
2 |
10 |
16 |
6 |
4 |
20 |
18 |
6 |
4 |
30 |
24 |
8 |
4 |
40 |
32 |
10 |
4 |
50 |
38 |
12 |
6 |
60 |
44 |
14 |
6 |
70 |
50 |
16 |
8 |
80 |
56 |
18 |
8 |
90 |
62 |
20 |
10 |
100 |
66 |
24 |
10 |
II Tabela pomiarów :
d [cm] |
I [μA] dla U = 60 V |
I [μA] dla U = 80 V |
I [μA] dla U = 100 V |
1 d2 |
12 |
28 |
32 |
38 |
6,9*10-3 |
15 |
16 |
20 |
22 |
4,4*10-3 |
18 |
12 |
14 |
18 |
3,0*10-3 |
21 |
8 |
10 |
12 |
2,2*10-3 |
24 |
6 |
8 |
8 |
1,7*10-3 |
27 |
4 |
6 |
8 |
1,3*10-3 |
30 |
4 |
4 |
6 |
1,1*10-3 |
33 |
|
4 |
4 |
0,9*10-3 |
36 |
|
|
4 |
0,7*10-3 |
Obliczenia i dyskusja błędów :
Błąd bezwzględny woltomierza :
- woltomierz : klasa 0,5
zakres 150 V
ilość działek 75 1działka = 2[V]
- mikroamperomierz : klasa 1,5
zakres 100 A
ilość działek 50
``
- uchyb bezwzględny pomiaru odległości d :
d = 0,2 cm
Błąd obliczamy metodą pochodnej logarytmicznej
IV Wnioski :
W ćwiczeniu wyznaczono charakterystykę prądowo-napięciową i świetlną fotokomórki. Z pierwszej wynika, że przy stałej odległości źródła światła, zwiększając napięcie przyłożone do fotokomórki wartość fotoprądu rośnie (im wyższe napięcie tym większy przyrost fotoprądu).Z charakterystyki świetlnej wynika, że wraz ze zmniejszaniem odległości źródła światła wzrasta wartość fotoprądu. Dzieje się tak dlatego, gdyż zbliżając żarówkę do fotokomórki zwiększamy strumień światła padający na fotokomórkę. Dzięki temu zwiększa się ilość elektronów wybijanych z katody, a więc rośnie wartość fotoprądu.
Na błędy w tym ćwiczeniu ma również wpływ niepunktowość źródła światła, oraz wahania napięcia zasilającego żarówkę, co powoduje zmianę strumienia padającego światła.