Fizikai gyakorlat I - PDF ingyenes letöltés
Fizika Tanszék Fizika Szakmai gyakorlat I Név: Fotoeffekt Érettségi száma: Tárgyi terület: Alkalmazott: Asszisztens: A kísérlet dátuma: Csoport száma: Záró bizonyítvány: Ezt a kérdőívet minden résztvevőnek önállóan kell megválaszolnia (nincs csoportos megoldás!) És a kísérlet megkezdése előtt be kell nyújtania. Az elkészítést teszt vagy szóbeli vizsgálat is ellenőrzi a kísérlet fizikai alapjain. (Változat: 2016. április 1.) A kísérlet célja és a kísérleti módszer: 1.) Mely mennyiségek fejezik ki a hullámkép és a fotonkép fényenergiáját? 2.) Mely mennyiségek fejezik ki a fény intenzitását a hullámképben és a fotonképben? 3.) Mit jelent a hullám-részecske fény dualizmusa?
4.) Miért nem mérhető közvetlenül a vákuum fotocella feszültsége egy közönséges digitális multiméterrel? Számítsa ki a tipikus mérőáramot U = 1 V. alkalmazásakor. 5.) Hány elektron áramlik 1 na árammal egy másodpercen belül? 6.) Mit jelent a nyitott áramkör feszültsége és a rövidzárlati áram? Meg lehet-e mérni ezt a két mennyiséget egyszerre két mérőeszköz segítségével? 7.) Melyik hullámhosszon felel meg a fotonenergia a Si (1,12 ev) sávrésnek?
Változat: 2016. április 1. anód fotokatód U E U A = U E U A A U voltmérő elektrométer erősítő -1 ábra: A fotófeszültség mérése elektrométer erősítő segítségével A cellában keletkező fényáram méréséhez ampermérőt csatlakoztatunk a katód és az anód közé ("rövidzárlat működése"). A normál multiméter erre nem elég érzékeny, ezért kapcsolható érzékenységű áramerősítőt használunk, amely a kimeneten a bemeneti árammal arányos feszültséget biztosít (úgynevezett transzimpedancia-erősítő 1 V/nA vagy 0,1 V/nA, lásd ábra. -2). Anód fotokatód I E U A I E U A U Voltmérő transzimpedancia erősítő -2. Ábra: A fotovezetés mérése transzimpedancia erősítővel 7
Változat: 2016. április 1. Értékelés A LED-ek optikai spektrumával határozhatja meg az emissziós maximum és a félszélesség hullámhosszát (= a spektrum szélessége félmagasságban). Vákuum fotocella: Ábrázolja a feszültségeket a gerjesztő fény frekvenciájára. Keresse meg h a regressziós vonal meredekségéből és W anód a metszéspontból. Hasonlítsa össze a h irodalmi értékével. Minőségileg beszélje meg a releváns hibaforrásokat. Hogyan kell értelmezni a mérési eredményt fehér fénnyel? Félvezető fotocella: ábrázolja ugyanazon a diagramon az állandó fényáramon mért feszültségeket a gerjesztő fény frekvenciájának függvényében. Határozza meg a kapcsolódó η q kvantumhatékonyságot és a η P. teljesítményhatékonyságot. Megjegyzés: Számítsa ki egy fotocella teljesítményét körülbelül a rövidzárlati áram és a nyitott áram feszültségének szorzataként. Minőségileg beszélje meg a releváns hibaforrásokat. 11.