Упражнение 1. Градуировка монохоматора.

На рис.8 представлена оптическая схема установки. Свет от ртутной лампы S проходит через конденсорную линзу L и падает на входную щель монохроматора S₁. Линейчатый спектр ртути наблюдается через визуальную насадку N.

Рис.8. Оптическая схема экспериментальной установки.

1. Закрыть затвор монохроматора.

2. Включить ртутную лампу S.

3. Сфокусировать свет от ртутной лампы на входную щель монохроматора с помощью линзы L. Открыть затвор монохроматора.

4. Вращая барабан монохроматора, пройти последовательно весь диапазон длин волн, совмещая визирную линию визуальной насадки с каждой линией спектра ртути и записывая соответствующие показания барабана монохроматора (длины волн спектра ртути приведены на лабораторном столе).

5. Представить результат в виде градуировочного графика (n), построив график зависимости длины волны от делений барабана монохроматора.

Упражнение 2. Определение спектральной чувствительности селенового фотоэлемента.

1. Включить лампу накаливания и подсветку амперметра.

2. Заменить визуальную насадку на выходной щели монохроматора селеновым фотоэлементом.

3. Открыть затвор монохроматора и, вращая барабан, найти максимальное отклонение светового указателя амперметра. Регулируя величину входной щели монохроматора, добиться отклонения светового указателя на всю шкалу.

4. Вращая барабан монохроматора, пройти последовательно диапазон длин волн от 700 до 2800 делений барабана с шагом 100. В районе максимального значения тока отсчеты рекомендуется снимать через 50 делений барабана. При каждом положении барабана записать показания амперметра.

5. По графику градуировки барабана монохроматора, прилагаемому к прибору, определить значения длин волн, соответствующих делениям барабана. Построить график зависимости фототока от длины волны .

6. Используя таблицу 1, построить кривую спектрального распределения энергии источника в относительных единицах r_.

Таблица 1. Спектральное распределение энергии источника в относительных единицах r_ (вольфрам, Т = 3000К).

 , нм	400	420	440	460	480	500	520	540	560	580	600	620	640
r, отн. ед.	3	5	9	14	21	29	38	50	66	85	108	131	156
 , нм	660	680	700
r, отн. ед.	180	208	236

Чтобы привести все значения фототока к одному световому потоку, следует ординату кривой разделить на соответствующую ординату кривой спектрального распределения энергии источника. Полученные в результате деления значения представляют собой величину спектральной чувствительности фотоэлемента (с точностью до постоянного коэффициента).

7. Представить результат в виде графика зависимости чувствительности фотоэлемента от длины волны .

Контрольные вопросы:

1. Типы фотоэффекта (внешний, вентильный и внутренний фотоэффект).

2. Опишите эксперименты, на основании которых были сформулированы закономерности фотоэффекта.

3. Закономерности внешнего фотоэффекта и их объяснение на основе квантовых представлений.

4. Вентильный фотоэффект (фотоэффект в запирающем слое). Принцип действия фотоэлемента с запирающим слоем.

5. Устройство фотоэлемента с запирающим слоем.

6. Внутренний фотоэффект и принцип действия фотосопротивлений.

7. Характеристики фотоэлементов.

8. Эксперимент. Анализ результатов эксперимента