Ćwiczenie nr 92.
Temat: Badanie zjawiska fotoelektrycznego. LITERATURA:
1. Podręczniki uniwersyteckie z fizyki ogólnej.
2. Sz. Szczeniowski – Fizyka doświadczalna, cz. 3 Elektryczność i magnetyzm, PWN, Warszawa 1980.
3. E. Purcel – Elektrycznośc i magnetyzm, PWN, Warszawa 1975. 4. H. Szydłowski – Pracownia fizyczna.
5. Encyklopedia fizyki współczesnej - PWN, Warszawa 1983.
6. R.P. Feynman Wykłady z fizyki – t. 2, cz. 2, PWN, Warszawa 1974 .
7. Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki na politechnice - praca zbiorowa pod redakcją Tadeusza Rewaja.
8. J. Smela, T. Zamorski, A. Puch – Pierwsza pracownia fizyczna- przewodnik Wydawnictwo Oświatowe FOSZE, Rzeszów 1995.
9. A. Kusy – Podstawy elektroniki cz.1: Przyrządy półprzewodnikowe, Rzeszów 1996. CEL ĆWICZENIA:
Zbadanie charakterystyk: prądowo-napięciowej i oświetleniowej fotokomórki oraz fotodiody przy polaryzacji zaporowej.
ZAGADNIENIA KOLOKWIALNE:
1. Zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne- wzór Einsteina-Milikana. 2. Fotoefekt wewnętrzny.
3. Zjawisko fotoelektryczne w warstwach zaporowych.
4. Fotokomórka. Charakterystyka prądowo-napięciowa i oświetleniowa fotokomórki. 5. Fotorezystor, fotoogniwo, fotodioda.
ZADANIA:
Wyznaczyć charakterystyki prądowo-napięciowe i oświetleniowe fotokomórki gazowanej (typ fotokomórki ustala asystent), oraz fotodiody.
WYKONANIE ĆWICZENIA:
I. Sporządzanie charakterystyki prądowo-napięciowej fotokomórki gazowanej. 1. Połączyć układ pomiarowy według poniższego schematu:
2. Fotokomórkę i źródło światła ustawić na ławie optycznej w odległości: 0,4 - 0,9 m. (Uwaga: Źródło światła powinno być punktowe, dlatego otworek oświetlacza nie może być szeroko otwarty).
3. Wyzerować mikroamperomierz. Oświetlić fotokomórkę. Zmieniając napięcie przyspieszające U od 0 do 75 V przy pomocy pokrętła regulacji płynnej odczytywać wskazania mikroamperomierza (If).
4. (Uwaga: pokrętłem zasilacza należy manipulować ostrożnie, aby przypadkowo nie przekroczyć zakresu pomiarowego woltomierza, oraz maksymalnej wartości potencjału przyspieszającego fotokomórki).
5. Powtórzyć pomiary If=f(U) przy dwu innych, ustalonych odległościach źródła światła od fotokomórki.
II. Sporządzanie charakterystyk oświetleniowych fotokomórki gazowanej. 1. Zmontować układ jak w punkcie I.
Ustalić wartość napięcia przyspieszającego między elektrodami.
2. Zmieniać odległość L źródła światła od fotokomórki przesuwając żarówkę po ławie optycznej Odczytać wartości fotoprądu If odpowiadające danym odległościom pomiędzy fotokomórką, a źródłem światła.
3. Pomiary powtórzyć dla 3-5 ustalonych wartości napięcia przyspieszającego między elektrodami.
4. Sporządzić wykresy If= f(1/L2).
III. Wyznaczanie charakterystyk prądowo- napięciowych fotodiody. 1. Zestawić układ według poniższego schematu:
2. Wyznaczyć charakterystyki prądowo-napięciowe fotodiody postępując analogicznie jak w punkcie I. Wartość U nie powinna przekraczać 30 V. IV. Wyznaczanie charakterystyk oświetleniowych fotodiody.
1. Zestawić układ pomiarowy według punktu III.
2. Dokonać pomiaru charakterystyki oświetleniowej analogicznie jak w części II (punkty 2-3). 3. Sporządzić wykresy: 12 L f If . Przyrządy:
fotokomórka, fotodioda, zasilacz prądu stałego, zasilacz do lampy, opornica, ława optyczna, mikroamperomierz, woltomierz.
