Лабораторная работа № 2 «Внешний фотоэффект»

по курсу «Физика 3»

Тема 2. Тепловое излучение и квантовая природа света

Цель работы:

Знакомство с квантовой моделью внешнего фотоэффекта.

Экспериментальное подтверждение закономерностей фотоэффекта.

Экспериментальное определение красной границы фотоэффекта, работы выхода фотокатода и постоянной Планка.

 

1. Порядок запуска ВЛР:

1.1. Получите доступ к виртуальному рабочему столу. Инструкция по доступу прилагается к заданию в курсе.

1.2. Откройте на виртуальном лабораторном столе папку «Лабораторные работы», выберите папку «ФИЗИКОН»», в ней – папку «Виртуальный практикум по физике для вузов. Часть II». Откройте ее и запустите приложение Виртуальный практикум по физике для вузов. Часть II.

1.3. Выберите из перечня работу - «Внешний фотоэффект», щелкнув левой клавишей мыши на ее названии.

 

2. Методические рекомендации:

2.1. Изучите указанные разделы виртуальной лабораторной работы:

Введение

Цель работы

Краткая теория

Модель

Методика и порядок измерений

2.2. Выберите номер условной бригады по первой букве Вашей фамилии в таблице 1.1.

Таблица 1.1

Первая буква фамилии студента Номер

бригады Первая буква фамилии студента Номер

бригады

А, И, Й, С 1 Д, Н, Х 5

Б, К, Т, Э 2 Е, Ё, О, Ц 6

В, Л, У, Ю 3 Ж, П, Ч 7

Г, М, Ф, Я 4 З, Р, Ш, Щ, Ы 8

 

2.3. По номеру бригады получите исходные данные в таблице 1.

2.4. Проведите измерения в соответствие с одноименным разделом:

2.4.1. Определите красную границу λкр фотоэффекта в Эксперименте 1.

2.4.2. Запишите полученное значение λкр в Бланк выполнения лабораторной работы «Внешний фотоэффект».

2.4.3. В Эксперименте 2 определите максимальное значение длины волны излучения λ, при котором фототок обращается в ноль, для различных значений запирающего напряжения Uзап согласно таблице 1.

Таблица 1

Запирающее напряжение

Бригады 1 2 3 4 5 6 7 8

Вещество Цезий Цинк Ртуть Платина Медь Железо Никель Цезий

Uзап1 -0,5 -0,5 -0,4 -0,3 -0,4 -0,4 -0,4 -0,5

Uзап2 -1,5 -1,5 -1,6 -2,0 -1,6 -1,6 -1,6 -1,5

Uзап3 -2,0 -2,5 -3,0 -4,0 -3,0 -3,0 -3,0 -2,0

Uзап4 -2,5 -3,5 -4,5 -5,5 -4,5 -4,5 -4,5 -2,5

 

2.4.4. Запишите полученные значения λ и Uзап в таблицу 2 в Бланке выполнения лабораторной работы «Внешний фотоэффект».

 

2.5. Выполните необходимые вычисления в соответствии с разделом «Обработка результатов и оформление отчета:

2.5.1. Вычислите значения обратных длин волн 1/λ.

2.5.2. Запишите полученные значения 1/λ в таблицу 2 в Бланке выполнения лабораторной работы «Внешний фотоэффект».

2.5.3. Постройте график зависимости напряжения запирания Uзап от обратной длины волны 1/λ .

2.5.4. Вставьте полученный график зависимости Uзап(1/λ) в Бланк выполнения лабораторной работы «Внешний фотоэффект».

2.5.5. Определите постоянную Планка, используя график и формулу:

h= e/c∙(∆U_зап)/∆(1/λ) ,

где e – заряд электрона, с – скорость света в вакууме.

2.6. Определите ошибку среднего значения h.

2.7. По точке пересечения графика с вертикальной осью (когда 1/λ →0) определите значение работы выхода материала фотокатода.

2.8. Запишите ответы и проанализируйте ответы и график.

3. Оформите отчет на Бланке выполнения лабораторной работы и прикрепите его в курс для проверки.