Порядок выполнения работы. 1.Включить установку и дать прогреться 15 минут, чтобы установился тепловой режим внутри цифровых вольтметров
1.Включить установку и дать прогреться 15 минут, чтобы установился тепловой режим внутри цифровых вольтметров.
Нажимая клавиши “Контроль”0” ” на блоке питания ВУП-2м, убедиться, что показания цифровых вольтметров нулевые [или отличаются на несколько единиц младшего разряда] и можно начинать измерения.
На цифровых вольтметрах должны быть включены:
Клавиша ”Сеть”, клавиша автоматического цикла [находится прямо под клавишей “ Сеть”], клавиша автоматического выбора предела измерения - на верхнем цифровом вольтметре [клавиша с круговой стрелкой] клавиша “→” – на нижнем цифровом вольтметре [этой клавишей включается блок измерения токов и напряжений].Для измерения токов клавиша на этом блоке должна быть отжата. Пределы измерения выбираются переключателем на этом блоке. Если индицируется индикатор перегрузки “ П ”- переключить на более грубый предел.
Осветитель фотоэлемента должен быть включен , и в процессе измерения не допускается его перемещение, иначе результаты измерения будут неверными.
2.Чтобы менять по точкам начальный круто возрастающий участок вольтамперной характеристики фотоэлемента, нужно:
2.1.Выбрать один из светофильтров на поворотной части и установить его против лампы осветителя [в нижнем положении] и фотоэлемента.
2.2.Включить клавишу “прямое напряжение” на блоке ВУП-2м.
2.3.Регулятор напряжения “прямое [точно]” вывести в право до конца.
2.4.Ручкой “регулятор напряжения прямое [грубо] установить желаемый верхний предел измерения напряжения 2.5.Пользуясь ручкой точной регулировки прямого напряжения и, не трогая ручку грубой регулировки снять по точкам восходящую часть характеристики фотоэлемента с интервалом через 5÷7 точек.
2.6.В процессе измерения нужно периодически проверять нулевые показания цифровых приборов, нажимая клавиши “Контроль”0”на блоке ВУП-2м и если они не нулевые, то принять их за условный ”0”и ориентироваться на них [автокомпенсаторы цифровых вольтметров стремятся установить остаточные нулевые показания, так что при достаточно длительном режиме работы контроль“0”может и не понадобиться].
2.7.После того, как снята по точкам восходящая часть характеристики фотоэлемента, снять оставшуюся часть вольтамперной характеристики фотоэлемента, пользуясь ручкой грубой регулировки прямого напряжения, начиная от 20 вольт [с интервалом через 10 вольт] и до 120 вольт [при этом можно не учитывать показания младшего разряда измерителя тока фотоэлемента и ограничиться точностью до одного знака после запятой].
Результаты измерений занести в таблицу 1.
2.8 Включить клавишу “обратное напряжение”,[оно же U зад.] и пользуясь ручками регулировки ”регулятор напряжения обратное [“грубо” и ”точно”], снять отрицательную часть вольтамперной характеристики фотоэлемента, которая расположена влево от”0” [ 0,01 в -нашего условного“0” прямого напряжения] и до –U задерж.[при этом цифровой измеритель тока, нижний вольтметр должен показывать нулевые значения тока, при нулевом токе верхний цифровой вольтметр покажет значение U задерж. в милливольтах, полярность отрицательная].
Таким образом, автоматически определяется и величина U задерж. с точностью до 1mV.
В этом режиме измерения нужно внимательно следить за показаниями измерителя фототока, чтобы не пропустить момент, когда ток фотоэлемента будет равен нулю. При переходе через «0» указатель полярности меняет знак. Нажимая клавишу “Контроль”0”, так на блоке питания ВУП-2м, нужно убедиться, что сам цифровой прибор показывает ”0”.Если же индикация ненулевая, то за условный ”0”принять те показания, которые на цифровых лампах [в момент нажатия клавиши “Контроль”0”ток”] и при измерении U задерж. ориентироваться на них.
При подходе к “0”нужно пользоваться ручкой точной установки обратного напряжения [обратное “точно”], и стараться получить нулевые показания в младшем разряде измерителя фототока [в крайнем случае , допустимо изменение показаний в младшем разряде не более 2 единиц].
3.Выбрать другой светофильтр на поворотной головке, не сдвигая осветитель, и повторить пункт 2 инструкции [с 2.1 до 2.8] для каждого светофильтра.
Результаты занести в таблицу 2.
4.Построить вольтамперные характеристики фотоэлемента, т. е. График зависимости I=¦(U) для различных светофильтров.
5.Вычислить частоту n=с/l, где l-длина волны, соответствующая данному светофильтру.
6.Построить график зависимости Uз = ¦[n] [см. рис. 3.]. По графику определить параметры А, lс и постоянную
Планка h.
7.Оценить погрешности измерений и сделать выводы по работе.
Таблица 1.
| U, В | Iкр, mA | Iзел, mA | Iсин, mA |
Таблица 2.
| Фильтр | l, Aо | n, Гц | Uз, В |
| Красный | |||
| Зелёный | |||
| Синий |
Вопросы для самоконтроля
1. В чем заключается явление фотоэффекта?
2. Каковы основные характеристики фотона?
3. На что расходуется энергия фотона при фотоэффекте? Пояснить уравнение Эйнштейна для фотоэффекта.
4. Что представляет собой задерживающая разность потенциалов при фотоэффекте?
5. Чем объяснить наличие тока насыщения у вакуумных фотоэлементов?
6. Как определяются частота и длина волны для красной границы фотоэффекта?
Лабораторная работа №10
Контактные явления в полупроводниках