Physics Internship I - PDF na stiahnutie zadarmo
Katedra fyziky Fyzikálna stáž I Názov: Fotoeffekt Číslo imatrikulácie: Predmet úpravy: Zamestnanec: Asistent: Dátum experimentu: Číslo skupiny: Záverečné osvedčenie: Na tento dotazník musí každý účastník odpovedať nezávisle (žiadne skupinové riešenie!) A odovzdať pred začiatkom experimentu. Prípravok sa tiež kontroluje testom alebo ústnym testom na fyzikálnej báze experimentu. (Verzia: 1. apríla 2016) Cieľ experimentu a experimentálna metóda: 1.) Ktoré veličiny vyjadrujú energiu svetla vo vlnovom a fotónovom obraze? 2.) Ktoré veličiny vyjadrujú intenzitu svetla vo vlnovom obraze a vo fotónovom obraze? 3.) Čo sa myslí dualizmom svetla s vlnovými časticami?
4.) Prečo sa napätie vo vákuovej fotobunke nedá zmerať priamo pomocou bežného digitálneho multimetra? Vypočítajte typický merací prúd pri aplikácii U = 1 V. 5.) Koľko elektrónov pretečie prúdom 1 na v priebehu jednej sekundy? 6.) Čo sa rozumie pod napätím naprázdno a skratovým prúdom? Dajú sa tieto dve veličiny merať súčasne pomocou dvoch meracích prístrojov? 7.) Pri ktorej vlnovej dĺžke zodpovedá energia fotónu rozpätiu pásma v Si (1,12 ev)?
Verzia: 1. apríla 2016 anódová fotokatóda U E U A = U E U A U voltmetrový zosilňovač elektrometra Obrázok -1: Meranie fotonapätia pomocou elektrometrického zosilňovača Na meranie fotoprúdu generovaného v článku pripojíme ampérmeter medzi katódu a anódu („skratová prevádzka“). Normálny multimetr na to nie je dostatočne citlivý, preto používame prúdový zosilňovač s prepínateľnou citlivosťou, ktorý na výstupe poskytuje napätie, ktoré je úmerné vstupnému prúdu (takzvaný transimpedančný zosilňovač s 1 V/nA alebo 0,1 V/nA, pozri obr. -2). Anódová fotokatóda I E U A I E U A U Voltmeter Transimpedančný zosilňovač Obrázok -2: Meranie fotoprúdu pomocou transimpedančného zosilňovača 7
Verzia: 1. apríla 2016 Vyhodnotenie Na určenie vlnovej dĺžky emisného maxima a polovičnej šírky (= šírka spektra v polovičnej výške) použite optické spektrum LED diód. Vákuová fotobunka: Vykreslite napätia na frekvenciu budiaceho svetla. Nájdite h zo sklonu regresnej priamky a W anódu z priesečníka. Porovnaj s literárnou hodnotou pre h. Kvalitatívne prediskutujte príslušné zdroje chýb. Ako sa má interpretovať výsledok merania s bielym svetlom? Polovodičová fotobunka: Vyneste do rovnakého diagramu napätia namerané pri konštantnom fotoprúde oproti frekvencii budiaceho svetla. Určte súvisiacu kvantovú účinnosť η q a energetickú účinnosť η P. Poznámka: Vypočítajte výkon fotobunky približne ako súčin skratového prúdu a napätia naprázdno. Kvalitatívne prediskutujte príslušné zdroje chýb. 11