Фотоэффект – это вырывание электронов из вещества под действием света.
| Количественные закономерности фотоэффекта: Сила тока насыщения (фактически, число выбиваемых с поверхности электронов за единицу времени) прямо пропорциональна интенсивности светового излучения, падающего на поверхность тела. Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов линейно возрастает с частотой света и не зависит от его интенсивности. Если частота света меньше некоторой определенной для данного вещества минимальной частоты νкр, то фотоэффект не наблюдается (достигается т. н. красная граница фотоэффекта). |
Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта:
|
где A вых – работа выхода электронов из материала катода,
– максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов.
– красная граница фотоэффекта.
– запирающее напряжение, которое необходимо приложить, чтобы фототок прекратился,
Порядок проведения работы
13. Включить интерактивную модель программ Физикона «Фотоэффект».
14. Изучить порядок работы с моделью.
15. Определение зависимость величины фототока насыщения от изменения интенсивности излучения
Таблица 1
| Интенсивность излучения Р, Вт/с | |||||||
| Ток насыщения I, мкА |
16. Определение зависимости фототока от напряжения между катодом и анодом при различных величинах интенсивности излучения.
17. Построить график зависимости тока насыщения от интенсивности излучения
Таблица 2
| Напряжение U, В | |||||||||
| Р = | Ток I, мкА | ||||||||
| Р = | Ток I, мкА | ||||||||
| Р = | Ток I, мкА | ||||||||
| Р = | Ток I, мкА |
18. Определение красной границы фотоэффекта:
а) изменяя длину волны наблюдать появление фототока;
б) изменить интенсивность излучения и повторить пункт а);
в) построить график зависимости силы фототока от напряжения между анодом и катодом при различных величинах интенсивности излучения;
в) сформулировать вывод;
19. Определение максимальной скорости электрона:
а) измерить величину запирающего напряжения
б) рассчитать максимальную скорость электрона по формуле
Vmax =(2e Uзап / me)1/2
Значения заряда и массы электрона взять из справочника по физике.
в) заполнить таблицу 3.
8. Сформулировать выводы
Таблица 3
| Напряжение запирания Uзап, В | ||||||
| Скорость Vmax, м/с |
9. Оформить лабораторную работу на компьютере с использованием приложений MS Office
Контрольные вопросы
1. Какие факты свидетельствуют о наличии у света корпускулярных свойств?
2. Что такое красная граница фотоэффекта?
3. Чему равна постоянная Планка?
4. В чем состоят основные законы фотоэффекта?
5. Сколько квантов красного излучения с длиной волны 662 нм имеют массу 1 г?
6. Сколько фотонов ультрафиолетового излучения необходимо для получения фототока 3,2 мА?
Оформление отчета
В отчете о проведенной лабораторной работе должны быть указаны:
- наименование лабораторной работы;
- цель работы;
- используемое оборудование;
· краткие теоретические сведения по теме лабораторной работы.
Результаты измерений вносятся в таблицы. По данным таблиц строится график зависимости тока насыщения от интенсивности излучения.
Формулируются выводы по результатам проведенных исследований..
В отчете представляются ответы на контрольные вопросы.
Литература
1. Дмитриева В.Ф. Физика; Учебник для студ. образоват. учреждений сред. проф. образования. – 5-е изд., перераб. И доп. – М.: Издательский центр «Академия», 2008. – 464 с.
2. Дмитриева В.Ф. Задачи по физике: учеб. пособие. – М., 2003.
3. О. М. Тарасов. Лабораторные работы по физике с вопросами и заданиями Издательство: Форум, Инфра-М. Серия: Профессиональное образование. Страниц: 96 стр.
4. Федеральный компонент государственного стандарта общего образования / Министерство образования РФ. – М., 2004.
- Диск: НФПК Физикон Учебное интерактивное издание ФИЗИКА 7-11 класс Практикум
