МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ Національний університет "Львівська політехніка" Звіт до лабораторної роботи з фізики № 43 Вивчити спектральні характеристики селенового та вакуумного фотоелементів і визначити роботу виходу електрона з катода Львів 2005 Мета роботи : Вивчити спектральні характеристики селенового та вакуумного фотоелементів і визначити роботу виходу електрона з катода Прилади та матеріали : 1.Спектральний прилад (монохроматор УМ-2) 2.Фотоелементи – селеновий і вакуумний з електричними схемами їх живлення 3. Гальванометр дзеркальний 4. Блок живлення Короткий теоретичний вступ : Одним з найважливішх проявів взаємодії світла з речовиною є так званий фотоелектричний ефект, тобто звільнення електронів від зв’язків з атомами й молекулами речовини під дією світла. Енергетичний баланс для фотоефекту виражається рівнянням Ейнштейна : hλ = A + mV2/ 2 hλ – енергія падаючого кванта, яка передана електрону А – робота виходу електрона з металу mV2/ 2 – кінетична енергія, надана фотоелектрону Принцип роботи та будова вакуумного фотоелемента: Фотоелемент складається з скляного вакуумного балона, одна половина внутрішньої поверхні виконує роль фотокатода. Всередині балона металеве кільце. З допомогою батареї між анодом і катодом створюється різниця потенціалів. Світло, надходячи на катод, вибиває з нього електрони, які летять до анода. По колу йде фотострум, пропорційний світловому потоку. Збільшення напруги між катодом і анодом спочатку призводить до збільшення фотоструму в колі, але при досягненні деякої напруги струм перестає зростати і залишається незалежним від напруги. Струм досягає насичення. Подальше зростання струму насичення можна було б зумовити лише збільшенням інтенсивності світла, яке попало на катод. Принцип роботи та будова селенового фотоелемента: На практиці часом застосовують селенові фотоелементи тобто напівпровідникові фотоелементи із запірним шаром. Фотоефект полягає в явищі викидання фотонного освітленні контакту двох різних типів напівпровідників із різним типом провідності або провідника й металу. Металеву пластину із нанесинм на неї тонким шаром напівпровідника підєднують до зовнішнього електричного кола з гальванометром. У зоні контакту напівпровідника з металом виникає запірний шар, який володіє вентильною провідністю, тобто пропускає електрони тільки в одному напрямі від напівпровідника до металу. При напиленні напівпровідникового шару в ньому утворюються вільні електрони. Проходячи через запірний шар в металі і не маючи можливості переміщатися в зворотньому порядку, ці електрони утворюють в металі надлишковий відємний заряд. Різниця потенціалів яка виникла , створює в колі фотоелемента струм, значення якого пропорційне освітленості і залежить від довжини хвилі збуджуваного світла. Дані отримані при використанні вакуумного фотоелементу струм, А   λ,   λ,  2 3050 7,6    6 2770 6,55 1250 4,13  10 2718 6,4 1512 4,52  14 2687 6,35 1678 4,67  18 2656 6,28 1800 4,8  22 2630 6,2 1812 4,81  26 2600 6,1 2004 5,001  30 2574 6 2030 5,02  34 2530 5,83 2095 5,08  38 2487 5,75 2106 5,12  42 2296 5,4     Дані отримані при використанні селенового фотоелементу струм, А   λ,   λ,  0 3450  986   5 3076 7,88 1922   10 3024 7,43 2140   15 2988 7,33 2282   20 2956 7,31 2380   25 2924 7,29 2458   30 2894  2526   35 2854  2592   40 2802  2676   42 2740            Висновок: я на цій лабораторній роботі навчився визначати та досліджувати спектральні характеристики селенового та вакуумного фотоелементів і визначив роботу виходу електрона з катода.