1111

  • 27 нояб. 2012 г.
  • 1357 Слова
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ



ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)



Кафедра физики




ОТЧЕТ


Лабораторная работа по курсу "Общая физика"



ВНЕШНИЙ ФОТОЭФФЕКТ. ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНА
СТОЛЕТОВА И ПРОВЕРКА ФОРМУЛЫ ЭЙНШТЕЙНА





Преподаватель Студент группы

___________ / / __________/___________/

___________2003 г. _______________ 2003 г.








Томск 2003
1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Целью работы является изучение основных законов внешнего фотоэффекта на основе измерения световой и вольтамперной характеристик вакуумного фотоэлемента.


2. ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ И МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТА


Внешний фотоэффект используется в приборах, которые называютсяфотоэлементами (ФЭ). В данной работе используется вакуумный фотоэлемент типа СЦВ-4.
Фотоэлемент состоит из стеклянного баллона 1 (рис.2.1), фотокатода 2 в виде тонкого сурьмяно-цезиевого сплава на внутренней поверхности баллона, металлического анода 3 и внешних выводов 4.
Кроме фотоэлемента экспериментальный макет (рис 2.2) включает в себя источник постоянного напряжения E, потенциометр R1для регулировки напряжения, подаваемого на фотоэлемент, и переключатель K для смены полярности напряжения и приборы для измерения фототока и напряжения на фотоэлементе. Органы регулировки напряжения, подаваемого на фотоэлемент, переключатель полярности этого напряжения выведены на лицевую панель экспериментального макета.


3. ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ


Формула для расчётаабсолютной погрешности прямого измерения фототока, равной приборной погрешности микроамперметра.


[pic], (3.1)


где γ – класс точности микроамперметра (γ = 1,5);
xN – «нормирующее значение», равное максимальному значению шкалы микроамперметра (xN = 50 мкА)


Формула для расчёта абсолютной погрешности косвенного измерения величины равной обратному квадратурасстояния от источника света до фотоэлемента


σ(1/r2) = │-2r-3│· σ(r), (3.2)


где r – расстояние между источником света и фотоэлементом;
σ(r) – абсолютная погрешность прямого измерения расстояния между источником света и фотоэлементом


Верхняя частота света


(в= c/λгр, (3.3)


где с – скорость света;
λгр – граничная длина волнысвета


Запирающее напряжение фотоэлемента


Uз = a·νв + b, (3.4)
где
a =h/e – угловой коэффициент линейного графика;
b = - A/e – отрезок, отсекаемый на оси Y линейным графиком


Экспериментальное значение постоянной Планка


h = a(e, (3.5)


где e – заряд электрона;


Экспериментальное значение работывыхода материала фотокатода


A = - b(e (в Дж); (3.6а)


A = - b (в эВ); (3.6б)


Формула для расчёта абсолютной погрешности прямого измерения запирающего напряжения, равной приборной погрешности вольтметра.


[pic], (3.7)


где γ – класс точности вольтметра (γ = 1,5);
xN – «нормирующее значение», равноемаксимальному значению шкалы вольтметра (xN = 1 В)


Формула для расчёта абсолютной погрешности косвенного измерения верхней частоты света


σ((в) = │- с · λгр-2│·σ(λгр) (3.8)


Формулы для расчёта параметров линейной зависимости (3.4) по методу наименьших квадратов


[pic], (3.9)


где
[pic] (3.9а)
i – номер экспериментальной точки
n =4 –число экспериментальных точек


Погрешности косвенного измерения параметров a и b методом наименьших квадратов


[pic], (3.10)


где
[pic] (3.10а)


Формулы для расчета абсолютных погрешностей экспериментальных измерений постоянной Планка h и работы выхода материала фотокатода A.


[pic], [pic] (3.11)...
tracking img