E.19.O. програма для изучения внешнего фотоэффекта и термоэмиссии из металлов

Н1, 2, К3

1.  Российский путей сообщения(Воронежский филиал) а (0732) *****@.

2.  Воронежский Государственный технический университет. Московский пр-т 14.

3.  Российский Государственный открытый технический университет путей сообщения. Москва, , silina@ *****.

Полноценное обучение физике в технических ВУЗах предпо­лагает разумное сочетание всех возможных форм и способов по­дачи материала. Значительными возможностями для создания виртуальных лабораторных работ и демонстрационных приложе­ний располагает среда графического программирования Lab VIEW [1]. Благодаря простоте создания программ и богатому арсеналу графических средств удается получать как материал для лекцион­ных демонстраций, так и лабораторные стенды, весьма прибли­женные к их реальным аналогам. Вопрос о формах и способах ис­пользования разработанных программ решает препо­даватель в зависимости от конкретных условий и технических возможностей ВУЗа.

Мы представляем рабочую панель лаборатор­ной работы, позволяющей изучить явление термоэмиссии и внеш­ний фотоэффект для ряда металлов. Движковый переключатель «Запись спектра» позволяет либо ограничиваться поточечной регистрацией темнового тока, либо запускает процедуру получения спектра. В первом случае наноамперметр служит единственным регистрирующим прибором, показания которого определяеются последовательность выбора клавиш множителей (х0,1 – х10000) и кнопки подтверждения принятого предела. Студент может самостоятельно варьировать всеми параметрами виртуального эксперимента от выбора изучаемого материала из предлагаемого в меню списка до конкретных условий его реализации.

Наглядность выполнения эксперимента достигается несколькими средствами. Например, при записи спектра фототока происходит не только оживленное мерцание стрелок – лучей (если, конечно, пользователь не забыл установить ненулевой уровень интенсивности излучения), но и синхронизированное с длиной волны изменение окраски освещаемой части фото­катода.

Результат проведения эксперимента может не получиться (не отобразится на ленте самописца), если пользователь неверно выбрал предел измерений уровня тока. При повышении температуры катода темновой ток диода становится преобладающим и обнаружить фототок уже не удастся, так как регистрируемый сигнал преднамеренно зашумлен. Получаемые спектры находятся в зависимости от назначен­ных: площади фотокатода, напряжения питания и межэлектродно­го расстояния. Площадь освещаемой части катода предполагается постоянной. В математическую модель программы заложен эффект Шоттки для эффективного тока насыщения ВАХ вакуумного диода. Значения работ выхода для десяти металлов, в отличие от реаль­ных, взяты не зависящими от температуры [2].

Задачей студента в лабораторной работе является получение работы выхода электронов для назначенного ему металла как по красной границе фотоэффекта, так и по температурной зависимо­сти тока термоэмиссии.

Литература

1. , Е. И Прибылова, . Сб. труд. Международной научно-практической конф. Москва, 15 ноября, 2004 г.- М: Изд-во РУДН, с..68.

2. Н. Ашкрофт, Н. Мермин. Физика твердого тела. М.:Мир, T. l.c.364.