Внешний фотоэффект. 
Изучение закона Столетова и проверка формулы Эйнштейна

Цель работы

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

Краткая теория

Внешний фотоэффект используется в приборах, которые называются фотоэлементами (ФЭ). В данной работе используется вакуумный фотоэлемент типа СЦВ-4.

фотоэффект вакуумный напряжение 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 (рис2.2) включает в себя источник постоянного напряжения E, потенциометр R1 для 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.

Основные расчетные формулы

Экспериментальное значение постоянной Планка:

h = a • e (3.1).

где e — заряд электрона, a — угловой коэффициент линейного графика.

Uз = aн + b (3.2).

где Uз — запирающее напряжение фотоэлемента, н — частота света.

Экспериментальное значение работы выхода материала фотокатода:

A = - b • e (в Дж) (3.3 а).

A = - b (в эВ) (3.3 б) Формула расчета абсолютной погрешности прямого измерения фототока:

уп (x) = (3.4).

где г — класс точности прибора, xN — максимальное значение на шкале показаний прибора или нормирующее значение.

Абсолютная погрешность 1/r2:

у (1/r2) = |- 2r- 3| • у® (3.5).

Верхние частоты пропускания светофильтров:

нв = c/лгр (3.6).

Расчет абсолютной погрешности косвенного измерения верхней частоты света:

у (нв) = |- c • | • у (лгр) (3.7).

Метод наименьших квадратов:

k =.

b = (3.8).

S1 =, S2 =, S3 =, S4 =, D = nS4 — (3.9).

Погрешности косвенного измерения параметров прямой линии k и b методом наименьших квадратов:

Д (k) = C, Д (b) = C (3.10).

C =, S4 = (3.11).