6. Определите энергию падающего фотона по формуле (1).
7. Определив по графику задерживающее напряжение 
найдите кинетическую энергию фотоэлектронов по формуле (4).
8. Определите работу выхода электронов из металла по формуле (5).
9. Зная работу выхода электронов из металла, по формуле 
определите красную границу фотоэффекта 
.
10. Расчет проверьте на вируальной модели. Сравните полученные
результаты.
11. Сделайте вывод.
Таблица вариантов
Номер варианта | ||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
Р | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,0 | 0,9 | 0,8 | 0,7 |
| 400 | 420 | 440 | 500 | 520 | 540 | 560 | 450 | 460 | 550 |
580 | 560 | 520 | 400 | 420 | 440 | 400 | 550 | 560 | 410 |
Таблица результатов
| 3,0 | 2,5 | 2,0 | 1,5 | 1.0 | 0,5 | 0 | -0,2 | -0,4 | -0,6 | -0,8 | -1,0 | |
| |||||||||||||
Вопросы к защите работы:
1. Что называется фотоэффектом?
2. Сформулируйте основные законы фотоэффекта.
3. Запишите формулу Планка.
4. Запишите уравнение Эйнштейна для фотоэффекта.
5. Объясните законы фотоэффекта на основе уравнения Эйнштейна.
Задачи для самостоятельного решения:
1. Работа выхода электронов из натрия равна 2,27 эВ. Найти красную границу фотоэффекта для натрия.
2. Работа выхода электронов с поверхости цезия равна 1,89 эВ. С какой максимальной скоростью вылетают электроны из цезия, если металл освещен светом с длиной волны 0,589 мкм?
3. Для исследования фотоэффекта и измерения постоянной И.Лукирский применял фотоэлемент, у которого анодом служили посеребренные стенки стеклянного сферического баллона, в центре которого находился катод в виде шарика из исследуемого материала. Найти постоянную Планка, если фотоэлектроны, вырываемые с поверхности металла светом с длиной волны 250 нм, задерживаются потенциалом 3,1 В, а вырываемые светом с длиной волны 125 нм – потенциалом 8,1 В.
Лабораторная работа № 6
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ СВЕТОВОЙ ВОЛНЫ
С ПОМОЩЬЮ ДИФРАКЦИОННОЙ РЕШЕТКИ
Цель работы: изучение явления дифракции и определение длины
световой волны.
Оборудование: Дифракционная решетка, лазер, оптическая скамья.
Теоретическое введение
В данной работе лазерное излучение падает на дифракционную решетку. Дифракционная картина наблюдается на экране, удаленном от решетки на расстояние равное 
. Расстояние подбирается так, чтобы выполнялось условие приближения дифракции Фраунгофера.
На экране наблюдается ряд дифракционных максимумов в виде пятен, убывающих по интенсивности от центра к периферии. Дифракционный угол 
определяет расстояние 
между центральным (нулевым) максимумом и максимумом 
порядка. Для малых углов выполняется условие
и тогда из формулы дифракционной решетки
можно получить, что
. (1)
Ширину дифракционного максимума 
можно оценить с помощью формулы 
, где 
- число щелей дифракционной решетки. Отсюда
. (2)
Экспериментальная часть
1. Закрепите на экране лист чистой бумаги.
2. Измерьте расстояние от дифракционной решетки до экрана.
3. Включите лазер и зарисуйте на листе бумаги пятна дифракционных
максимумов.
4. Измерите расстояния между центральным максимумом и максимума-
ми 1, 2, 3, 4 – порядков. Рассчитайте длину световой волны по форму-
ле (1). Сравните полученный результат с теоретическим значением.
5. Измерьте ширину центрального максимума и определите число щелей
дифракционной решетки по формуле (2). Результаты измерений и рас-
четов занесите в таблицу.
6. Сделайте вывод.
Таблица
Порядок, m | Вправо | Влево | ||
|
|
|
| |
1. | ||||
2. | ||||
3. | ||||
4. |
Вопросы к защите работы:
1.Сформулируйте принцип Гюйгенса – Френеля.
2. Что называется дифракцией света?
3. Выводите условия наблюдения максимумов и минимумов при дифракции от
одной щели.
4. Докажите закон прямолинейного распространения света.
Задачи для самостоятельного решения:
1. На дифракционную решетку падает нормально белый свет. Постоянная
дифракционной решетки равна 2 мкм. Определить наибольший порядок
дифракционного максимума для красного 
и фиолетового
света.
2. На дифракционную решетку падает белый свет. На какую длину волны в
спектре третьего порядка накладывается красная 
линия в
спектре второго порядка?
3. Дифракционная решетка отклоняет спектр третьего порядка на угол 
. На
какой угол она отклонит спектр четвертого порядка?
Лабораторная работа № 7
ПРОВЕРКА ЗАКОНА МАЛЮСА
Цель работы: изучение явления поляризации света и проверка закона
Малюса.
Оборудование: оптическая скамья, полупроводниковый лазер, поляризатор и
анализатор, фотоприемное устройство с измерителем мощности
лазерного излучения.
Теоретическое введение
Поперечность световых волн вытекает непосредственно из электромагнитной теории Максвелла. В электромагнитной волне вектора напряженности электрического поля 
и напряженности магнитного поля 
взаимно перпендикулярны и колеблются в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны (рис. 1). Плоскость, в которой происходят колебания вектора , называется плоскостью поляризации.
Световая волна, излучаемая источником света, представляет собой суммарное
излучение огромного количества атомов. Так как каждый атом излучает свет независимо от других, то в световой волне присутствуют всевозможные направления колебания вектора . Такой свет получил название естественного (рис. 2а). Свет, в котором направления колебаний вектора каким-то образом упорядочены, называется поляризованным. Если в результате внешнего воздействия появляется преимущественное (но не исключительное) направление колебаний вектора , то такой свет называется частично поляризованным (рис. 2б). В плоско поляризованном свете колебания вектора происходят в одной, строго определенной плоскости (рис 2в).
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
Основные порталы (построено редакторами)