Снятие световой характеристики фотоэлемента

Световой характеристикой фотоэлемента называют зависимость фототока насыщения от освещенности E фотокатода: , при .

1. Расположить фотоэлемент на минимальном расстоянии от источника света, замерить его и записать в таблицу 3.2.

Таблица 3.2

U = , В
r, см	E	iН, мкА	tg a	g
…..

2. На фотоэлемент подать напряжение в области тока насыщения и измерить величину фототока. Область тока насыщения определить по вольт-амперной характеристике.

3. Не меняя величины напряжения ( ), увеличить расстояние r на 5 см и снова измерить фототок.

4. Продолжать увеличивать расстояниеr на 5 см, всякий раз записывая величину фототока, до тех пор пока ток не будет равен нулю или минимальным.

5. Для каждого расстояния r рассчитать относительную освещенность, т.е. освещенность при данном расстоянии относительно той, которая принята за единицу. Если освещенность при максимальном расстоянии принять равной 1, то освещенность при любом другом расстоянии r, меньшем максимального, будет

.

Это следует из выражения (2.8). Если принять освещённость при , то, следовательно, , так как .

После окончания измерений необходимо отключить установку.

Обработка результатов

1. По данным таблицы 3.1 на одном графике построить вольт-амперные характеристики, т.е. зависимость , вакуумного фотоэлемента для различных освещённостей.

2. По данным таблицы 3.2 построить световую характеристику, т.е. зависимость .

3. Определить интегральную чувствительность фотоэлемента γ, используя световую характеристику, поскольку эта зависимость при малых освещенностях носит почти линейный характер. Для этого по графику зависимости определить угловой коэффициент (см. рис. 2.4) и рассчитать g по формуле . S – площадь фотокатода, для фотоэлемента CЦB .

Контрольные вопросы

1. В чем заключается явление внешнего фотоэффекта?

2. Напишите уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта и разъясните его смысл.

3. С помощью уравнения Эйнштейна объясните I и II законы фотоэффекта.

4. Чем объясняется наличие красной границы фотоэффекта?

5. Опишите устройство и принцип действия вакуумного фотоэлемента.

6. Почему фотоэлектрические измерения чувствительны к природе и состоянию поверхности фотокатода?

7. Что называется чувствительностью фотоэлемента? В чем она измеряется?

8. Как определялась чувствительность фотоэлемента?

9. Расскажите о порядке опыта при снятии вольт-амперной характеристики.

10. Объясните вольт-амперные характеристики, соответствующие двум различным освещённостям катода при неизменной частоте света.

11. Опишите порядок опыта при снятии световой характеристики.

12. Как объяснить наблюдаемую на опыте зависимость силы фототока насыщения от освещенности фотоэлемента?

13. Дайте определение основных фотометрических понятий: световой поток, освещенность, сила света. В каких единицах они измеряются?