Упражнение №1. Определение зависимости освещённости от силы света

Фотоэлемент поместить на расстоянии 50 см от осветителя.
Поочередно подключать лампочки разной ваттности и по люксметру определить освещённость (Е).
Полученные данные занести в таблицу.

№ п/п	r (м)	I (Кд)	Е (Лк)

Построить график зависимости освещённости (Е) от силы света:

Е=f(I).

Упражнение №2. Определение зависимости освещённости от расстояния

До источника.

Взять лампу наименьшей ваттности.
Располагать её на разных расстояниях от фотоэлемента и для каждого расстояния по люксметру определять величину освещенности.
Полученные данные занести в таблицу.

№ п/п	r (м)	I (Кд)	Е (Лк)

Построить график зависимости освещённости (Е) от расстояния r(м):

Е=f(r)

Контрольные вопросы

1. Явления фотоэффекта. Внутренний и внешний фотоэффект.

2. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта.

3. Законы фотоэффекта.

4. Вакуумный фотоэлемент, устройство и принцип действия.

5. Вентильные фотоэлементы, устройство и принцип действия.

6. Фотоэлементы и их применение в медицине.

Тестовые задания

Внешний фотоэффект можно получить:

а) в полупроводниках;

б) в диэлектриках;

в) в вакууме;

г) в газах.

Внутренний фотоэффект можно получить:

а) в металлах;

б) в полупроводниках;

в) в газах;

г) в конденсированных средах.

Уравнение Эйнштейна имеет следующий вид:

а) ;

б) ;

в) ;

г) .

Укажите размерность постоянной Планка в системе СИ:

а) Н·с

б) Вт·с

в) Дж·с;

г) .

Произведите подстановку в уравнение Эйнштейна:

а) ;

б)С;

в)w;

г)n.

Укажите на сколько этапов можно разбить процесс выхода электрона из метала при фотоэффекте:

а) один;

б) два;

в) три;

г) четыре.

Укажите, при каком значении энергии фотона света возможен фотоэффект:

а) при любом;

б) если энергия фотона света больше энергии, необходимой для перехода
электрона из валентной зоны в зону проводимости;

в) если энергия фотона света меньше энергии, необходимой для перехода
электрона из валентной зоны в зону проводимости;

г) если энергия фотона света недостаточна для перехода электрона из зоны
проводимости в валентную зону.

Укажите, каким будет по величине фототок насыщения при измененных условиях (для данного фотоэлемента и источника тока):

а) будет изменяться;

б) будет постоянным;

в) уменьшится;

г) увеличится.

9. Укажите, какая точка на графике соответствует начальной точке фототока насыщения:

а) А;

б) В;

в) С;

г) D.

Укажите, каким параметром является Ф в первом законе фотоэффекта:

а) постоянной Фарадея;

б) яркостью;

в) световым потоком;

г) освещенностью.

Укажите формулу, выражающую второй закон фотоэффекта:

а) ;

б) ;

в) ;

г) .

Для вывода формулы закона о красной границе фотоэффекта начальную кинетическую энергию приравниваем к:

а) 1;

б) 0;

в) ¥;

т) 10.

Укажите формулу закона о красной границе в общем виде, записанную через l_кр:

а) ;

б) ;

в) ;

г) .

14. Укажите формулу закона о красной границе фотоэффекта в общем виде, выраженную через n_кр:

а) ;

б) ;

в) ;

г) .

15. Закон о красной границе фотоэффекта не выполняется для лазерных лучей, так как они обладают свойством:

а) малой расходимостью пучка;

б) монохроматичностью;

в) когерентностью;

г) большой плотностью фотонов.

Укажите единицу измерения энергии фотона hn в системе СИ:

а) Эрг;

б) Дж;

в) Вт;

г) Кал.

Укажите график, показывающий зависимость фототока от напряжения на электродах:

Укажите, как будет меняться величина фототока, если вакуумный элемент наполнить инертным газом:

а) не изменится;

б) увеличится;

в) уменьшится;

г) сначала уменьшится, затем увеличится.

Укажите, в какой из схем фототок не будет равен нулю:

Укажите, в каких единицах в системе СИ измеряется освещенность:

а) в люменах;

б) в люксах;

в) в канделах;

г) .

Укажите последовательность расположения слоев со стороны падения света в селеновом фотоэлементе:

а) селен – серебро – железо;

б) серебро – селен – железо;

в) железо – селен – серебро;

г) селен – железо – серебро;

Укажите, по какой формуле нельзя определить длину волны фотона:

а) ;

б) ;

в) ;

г) .

Чему должна быть равна частота n фотона, энергия которого равна 1 Дж:

а) 0,15·10³⁴ Гц;

б) 10⁶ Гц;

в) 0,15·10^-34 Гц;

г) 10¹⁰ Гц.

Укажите этапы возникновения фотоэффекта в металлах:

А а) поглощение энергии фотона электронами

б) распределение энергии между электронами

в) подход электрона к поверхности металла

Б а) поглощение энергии фотона электронами

б) движение электрона к поверхности металла

в) выход электрона из металла

В а) встреча электрона с фотоном

б) передача энергии фотона электронам

г) движение электрона к поверхности металла

Какой участок на графике зависимости фототока от напряжения соответствует фототоку насыщения:

а) АВ;

б) АВС;

в) ВС;

г) СD.

26. Величина коэффициента чувствительности к фотоэффекту в первом законе фотоэффекта зависит:

а) только от рода металла;

б) от длины световой волны, рода металла и характера поверхности;

в) от показателя преломления среды;

г) только от длины световой волны;

д) от рода металла, длины световой волны и показателя преломления среды.

Практической единицей измерения чувствительности фотоэлемента является:

а) ; б) ; в) ;

г) ; д) .

28. Внешний фотоэффект основан:

а) на р – n переходе;

б) на n – р переходе;

в) на возникновении ЭДС;

г) на изменении электропроводности;

д) на эмиссии электронов.

К вентильным фотоэлементам не относится:

а) селеновый;

б) вакуумный;

в) медно – закисный;

г) сернисто–таллиевый;

д) германиевый.

В медицине электронно–оптический преобразователь (ЭОП) не используется:

а) для увеличения яркости рентгеновского изображения;

б) в тепловизорах;

в) для преобразования изображения из одной области спектра в другую;

г) в термографии;

д) для определения некоторых световых характеристик.

Фотоэлектронные умножители (ФЭУ) применяются в медицине:

а) для изменения яркости рентгеновского изображения;

б) для регистрации сверхслабых свечений;

в) для преобразования изображения из одной области;

г) в тепловизорах;

д) в электронной микроскопии.

Лабораторная работа №11